矮塔斜拉桥作为一种组合体系桥梁,具有塔矮、梁刚、索集中的结构特点。随着桥梁结构向着组合多元以及主梁轻薄的趋势发展,矮塔斜拉桥对比传统桥型优势更加凸显。本文以常新北路大桥为工程背景,充分考虑到独塔不对称三索面矮塔斜拉桥的特点,对三索面矮塔斜拉桥的整体受力性能进行分析研究,为我国今后开展此类桥型的设计和施工提供技术支持与参考。主要研究工作包括:(1)采用有限元软件Midas/Civil建立全桥模型,根据四种荷载组合,对常新北路大桥在施工阶段、成桥阶段以及运营阶段的主梁、拉索和主塔的受力性能进行了校核验算。计算结果表明,原设计方案结构受力性能良好,满足规范要求,且有一定的安全度。(2)采用有限元软件Ansys建立了常新北路大桥三维实体有限元模型。根据独塔不对称矮塔斜拉桥的受力特点,选取无索区长度、斜拉索倾角和主塔刚度为主要影响因素,对结构的整体受力性能进行参数分析,并由此确定了合理的参数取值范围。(3)根据矮塔斜拉桥整体受力性能,总结了其合理成桥状态的原则。基于合理成桥状态结构受力性能的要求,采用索梁活载比权矩阵方法,对成桥索力进行了优化分析,优化结果表明,索力优化后,能使主梁的弯矩分布更加均匀,主塔的受力更趋向与轴心受压。(4)将三索面矮塔斜拉桥在横向上简化为一弹性支承的两跨连续梁,采用最小势能原理,推导了在自重作用下,边索和中索的索力比,分析了主梁横向抗弯刚度和拉索线刚度对索力比的影响。研究表明,当梁横向抗弯刚度趋于零,或拉索线刚度无穷大时,边索和中索的索力比为3/10;而当梁横向抗弯刚度无穷大,或者支承刚度趋于零时,这时横梁将做刚体运动,边索和中索的索力是相等的。