张拉整体结构因其在工程应用中表现出的优势,从出现到发展至今一直被广为关注,成为结构研究的前沿。本文在前人的研究基础上,运用非线性力学分析、数值模拟、有限元分析和过程控制优化等方法,对折展环形张拉整体桥梁的形态问题、折展性能和折展过程控制进行研究。梳理了张拉整体结构找形理论,重点研究了张拉整体结构的力密度找形方法,并对结构的拓扑矩阵和力密度找形求解公式做了推导;运用力密度法对张拉整体结构N₁₅S₁₅C₃₀做了找形研究,求解力密度以寻找单元体杆件间的逻辑关系。简述了张拉整体结构稳定性判定理论,利用MATLAB将公式程序化,运用这些稳定性判定理论对折展环形张拉整体桥梁进行了稳定性分析,并对比不同判定理论的方法和判定结果,从中寻找适合判定折展环形张拉整体结构的理论方法。以折展环形张拉整体桥梁的折展性能分析为目的,理论推导了张拉整体结构N₁₅S₁₅C₃₀的折展过程索杆运动方程;运用MATLAB对得到的N₁₅S₁₅C₃₀单元体的索杆折展运动方程中需求未知量做曲线拟合,寻找公共解,再利用寻优手段找到最优的路径,同时利用Maple软件的符号函数推导性能,验证结构的折展过程和运动方程曲面拟合结果的正确性;对张拉整体结构N₁₅S₁₅C₃₀的折展构型运用有限元软件ANSYS建模分析,并利用AutoCAD的碰撞检查功能验证杆件碰撞;对桥梁结构荷载态静力学性能进行分析,得到桥梁跨度确定原则;利用ANSYS瞬态动力学分析得到桥梁结构的折展构型。对折展环形张拉整体桥梁折展过程控制研究,首先明确折展过程控制目标和控制方式,对折展相合性的影响因素及影响程度分析;然后是桥梁折展相合性研究,利用施加导引索方式对折展过程控制进行优化;最后是研究桥梁控制构型的锚固索角度对结构的影响。