近些年来,为了适应大型跨江、跨海工程建设的需要,新颖的多塔悬索桥方案在国内外大跨径桥梁的初步设计阶段多次被提出、论证。中国的泰州大桥、马鞍山三塔两跨悬索桥、鹦鹉洲三塔四跨悬索桥的建设,开创了建设现代大跨多塔悬索桥建设的先河,多塔悬索桥亦已成为桥梁工程领域最重要的研究领域之一。国内基于三座大桥及其相关中塔效应理论的深化认识,为多塔悬索桥多种形式的发展奠定了基础。本文首先简要总结了多塔悬索桥的发展以及悬索桥计算理论的发展,针对三塔两跨悬索桥中塔纵向刚度不足的缺点,在泰州大桥中塔效应再认识的基础上,再次提出并研究用加劲索将各主塔塔顶连接起来以延伸边塔塔顶富余约束来提高悬索桥整体刚度的方案,即设置加劲索的多塔悬索桥方案。本文通过理论分析与有限元计算两种方法来验证加劲索对提高全桥整体刚度的技术可行性。理论分析方面,将悬索桥常用理论方法—挠度理论代换梁法、重力刚度法和结构力学渐进法拓展至设置加劲索的三塔两跨悬索桥这一桥型,推导了相应的计算公式,提出了相关的计算步骤和流程。在马鞍山大桥中塔效应理论的基础上,提出了适应设置加劲索的拓展的中塔理论,并据此提出了关键构件主塔及加劲索的参数确定条件。在改进的马鞍山大桥有限元模型基础上,建立设置加劲索三塔两跨悬索桥有限元模型,验证了拓展中塔效应理论的正确性,初步证明了设置加劲索的三塔悬索桥的技术可行性。根据有限元模型和开发的基于挠度理论、重力刚度法和结构力学渐近法的MATLAB软件的计算结果的对比分析,验证了理论方法的误差在允许范围内。根据重力刚度法对设置加劲索的三塔两跨悬索桥进行了参数分析,提出了加劲索的锚固方法。三塔两跨悬索桥的动力分析,包含自由振动特性分析以及非线性静风稳定性分析,主要采用有限元方法。动力性能分析表明,设置加劲索三塔两跨悬索桥与常规三塔两跨悬索桥相比自振基频较大,采用弹性索体系可以提高漂移振型出现频率和竖向抗弯刚度,与其他加劲梁约束体系相比抗风性能最优;固结体系明显增强自振基频与扭转刚度,但降低了扭转发散临界风速。全桥失稳模态为弯扭耦合的静风失稳模态,初始风攻角为-3°时随着风速加大悬索桥的重力刚度增大,结构不会出现静风失稳现象。