目前用于悬索桥主缆有限元分析的单元均假定主缆的弯曲刚度影响很小而不予考虑。而实际上在主缆完成空缆架设并经缠绕和安装索夹等装置后,显然主缆的弯曲刚度是真实存在的。特别对于大跨度悬索桥来说,由于必须采用大直径主缆,弯曲刚度的影响就更加突出。因此,无论是直杆单元,还是索单元都不能全面真实反映主缆的力学特性,而且普遍存在着计算精度或者计算效率等方面的问题,致使适用性应该受到限制。为了弥补和解决目前用于悬索桥主缆的非线性有限元分析中存在的不足,本文首次提出了建立用于主缆计算分析的曲梁单元。由于曲梁单元考虑了主缆实际存在的弯曲刚度的影响,全面反映了主缆的特点,其计算精度将高于目前使用的其他单元。而且曲梁单元刚度矩阵是显式表达的,克服了悬链线索单元因刚度矩阵是隐式表达,需要做单元层次上的迭代而造成计算效率降低的缺点,在保证精度的情况下大大提高了计算的效率,所以对于大跨度悬索桥的计算分析将尤为适用。然而由于空间曲梁力学特性非常复杂,导致目前尚缺乏对曲梁的复杂特性进行全面、精确的分析,使其的应用受到较大的限制。鉴于此,本文开展了以下几方面的研究工作:1.通过简单的试验来检验考虑主缆弯曲刚度后对大跨度悬索桥具体的影响,并针对试验进行相应的理论分析,从客观角度说明建立用于主缆计算分析的曲梁单元的正确性和必要性。2.由于曲梁力学行为的复杂性,使得目前曲梁的分析并不完善。因此需要通过严密的数学推导,建立曲梁精确的几何方程,即任意空间曲梁大变形(包括大转角)下的几何关系。3.针对主缆的具体特点,给出用于主缆计算的空间曲梁的弹性力学方程,包括几何方程,平衡方程,虚功方程。最后,从广义Hooke本构关系出发,推导了截面内力和截面位移之间关系表达式,为下一步建立几何非线性曲梁单元进行了必要的准备。