近三十年以来,随着我国经济的迅速发展,修建了大量大跨径桥梁,斜拉桥由于其优越的受力性能、良好的经济指标以及优美的景观造型得到了广泛的运用。其中独塔混合梁斜拉桥采用两种不同的材料,主跨采用钢梁,边跨采用混凝土梁,具有良好的经济指标,同时提高了斜拉桥整体刚度,有利于减小中跨主梁的弯矩和变形,有效控制了边跨边支点的负反力。独塔混合梁斜拉桥存在非对称斜拉桥边中跨合理比例、非对称斜拉桥调索、辅助墩对结构受力性能的影响、边墩横向抗震、钢混结合段连接方式等关键问题,因此有必要对这些关键问题开展深入系统的研究。本文以佛山市南庄大桥为工程背景,结合目前国内已建成和在建的独塔混合梁斜拉桥,采用有限元法进行系统的数值模拟,对独塔混合梁斜拉桥存在的关键问题进行系统研究。本文研究的主要工作和结果如下:(1)对独塔混合梁斜拉桥特点和相关研究进行了文献综述,并对国内已建成和在建的独塔混合梁斜拉桥关键参数进行了详细的统计和归纳。(2)基于理论研究和统计分析,重点对独塔混合梁斜拉桥边中跨径合理比例和辅助墩的设置进行了研究。指出了独塔混合梁斜拉桥合理边中跨比例范围为0.45~0.7;揭示了辅助墩的设置对独塔混合梁斜拉桥静力和动力特性的影响规律:设置辅助墩能提高独塔混合梁斜拉桥的整体刚度和自振频率,但辅助墩的个数并非越多越好,应结合桥梁跨径和经济指标进行合理选择。(3)由于独塔混合梁斜拉桥的不对称性,采用刚性支承连续梁法和最小位移法较难调出合理成桥索力。本文采用影响矩阵法对独塔混合梁斜拉桥成桥索力进行优化调整。结果表明,采用影响矩阵法调索可以使独塔混合梁斜拉桥成桥索力更加均匀,主塔和主梁的内力和变形更加合理。(4)独塔混合梁斜拉桥一般采用墩塔梁固结体系,纵向地震力主要由主墩承担,在横向地震力作用下,边墩会承担较大的地震力。为改善边墩基础受力,本文对摩擦摆减隔震支座的减隔震效果进行了深入的研究。结果表明,在边墩设置摩擦摆减隔震支座能显著降低边墩的横向地震力,同时节省了工程造价。(5)独塔混合梁斜拉桥钢混结合段存在构造复杂,传力不明确的问题。南庄大桥钢混结合段采用有格室后承压板的连接方式,并设置纵向预应力钢束和横向预应力束加强连接,同时在钢格室内部设置PBL剪力键和焊钉共同传力。本文采用有限元法,对南庄大桥钢混结合段进行了局部精细仿真分析。结果表明,采用有格室后承压板的钢混结合段局部应力较小、构造合理、传力路径清晰。通过以上工作,本文对独塔混合梁斜拉桥设计中存在的关键技术问题进行了深入系统的研究,为同类桥梁设计提供借鉴作用。