金州湾二桥工程是辽宁省滨海公路建设的重要组成部分,该区段位于大连市金州区,横跨金州湾。在满足适用、经济、安全、美观的前提下,充分考虑与周围环境的协调性,并且要富有时代风貌,能够体现出国内外桥梁建设的高水平,能够反映出大连这个北方明珠的城市风采。经过多个方案的研究比选,大连理工大学桥梁研究所提出了主桥为自锚式悬索桥的方案,该桥建成后将成为世界上最大跨径的自锚式悬索桥,同时成为中国北方第一桥。本文主要是对金州湾自锚式悬索桥方案进行优化,具体工作如下:(1)查阅了国内外的相关资料,对其进行总结和归纳,详细的阐述了悬索桥尤其是自锚式悬索桥的发展概况,并归纳总结了自锚式悬索桥的构造功能和优缺点。(2)研究了自锚式悬索桥各种计算理论和分析方法,包括最初的弹性理论到现在的有限元方法,并对这些理论进行了比较,为方案的设计和计算提供了理论基础。(3)方案优化的第一步主要是针对主梁的材料。基于有限元理论,考虑多种非线性因素的影响,利用大型通用有限元软件ANSYS分别建立了混凝土箱梁、钢箱梁、叠合梁三种不同主梁材料的有限元模型,计算出主梁应力并给出了应力包络图,对结果进行了分析比较,混凝土主梁应力最差,这也说明混凝土梁在大跨度桥梁设计中的局限性。最后结合经济性、施工的难易性指标,得出钢梁为最优主梁材料的结论。(4)主缆矢跨比和边跨比是悬索桥设计中很重要的两个参数,本文在选定钢箱梁的基础上,进一步对这两个参数进行了优化。分别建立了不同矢跨比、不同边跨跨度的有限元模型,对计算结果进行了比较分析,并结合经济性、美观性等因素,最终选定该桥的主跨矢跨比为1/5.56,边跨跨度为130m。(5)建立了钢箱梁的有限元模型对其局部稳定问题进行了分析,对钢箱梁截面形式进行了优化,最终得到满足局部稳定性要求的钢箱梁截面。