中、下承式拱桥吊杆破断引起桥面系垮塌的事故时有发生,现有的相关研究主要集中于吊杆,本文则引入最新的结构设计理念,集中于悬吊桥面系的强健性研究,以避免断索引发桥面系连续垮塌的恶性事故发生。本文的主要工作与研究成果有:(1)根据结构强健性的基本原理和常用的设计方法,结合断索事故,对中、下承式拱桥悬吊桥面系进行了强健性分析,给出定性的结论和一般的设计原则。针对横梁受力为主的悬吊桥面系强健性相对较弱的特点,将其强健性设计计算方法做为本文研究的重点。(2)开展了下承式拱悬吊桥面系断索的结构动力响应模型试验,试验参数为吊杆初始力(桥面采用不同配重荷载)和破断吊杆位置,并建立了有限元计算模型。结果表明:有限元计算结果与试验值吻合较好;吊杆初始力对断索形态和断索时间均有影响;断索失效时间越短,断索动力效应越大;短吊杆断索动力响应大于长吊杆;断索对加劲纵梁产生的最不利截面位于破断吊杆及相邻吊杆截面处。(3)有限元参数分析表明,断索时间△t和剩余结构基本周期T的比值对断索结构动力响应有较大影响,当二者比值≤ 1%,即△t ≤0.01T时,动力放大系数ηd趋于稳定值,且最不利。因此,建议分析时断索时间取值At = 0.01T。由于阻尼会抑制结构的振动,通过实测14座中、下承式拱桥得到面内一阶模态的阻尼比为0.025～0.060,在无实测值时建议断索动力分析偏安全地取阻尼比为0.02。(4)断索作用下剩余结构的各构件易损性分析表明,断索引发剩余结构各构件破坏可能性的顺序为加劲纵梁、剩余吊杆和拱肋,加劲纵梁和剩余吊杆是悬吊桥面系强健性设计的重点。(5)提出考虑断索动力影响的等效静力计算方法。考虑破断时间、结构阻尼对断索后剩余构件动力效应的影响,进行了动力放大系数参数分析,提出等效静力计算时,吊杆和加劲纵梁动力放大系数可分别取值2.0和1.6。(6)基于弹性支承连续梁法,建立了断索后悬吊桥面系等效静力简化计算模型,并进行了影响参数分析。结果表明,最不利工况(边吊杆和次边吊杆断索)等效静力简化计算模型可分别采用3跨和4跨弹性支承连续,弹性支承柔度系数可取相应的吊杆柔度系数。(7)采用破坏安全极限状态原则,对断索作用下荷载及其变异系数的取值、材料变异系数取值等开展了分析。建议在悬吊桥面系强健性设计时,荷载组合取恒载与活载,分项系数恒载γGj=1.2,活载γQ=0.9,人群荷载组合系数φc=0.80;单车道、2车道和3车道及更多车道的车辆荷载横向折减系数分别取1.00、0.75和0.52;材料强度取1.00～1.25倍标准值。采用本文提出的等效静力简化计算方法,对三座桥例悬吊桥面系进行了强健性设计计算,并对蓝溪大桥原加劲纵梁提出了强健性改造设计方案。