锚固系统是大跨度悬索桥受力承载的关键结构。由于繁琐的维护和更换过程,传统预应力锚固系统很难降低维护成本和对交通的影响。因此,本文介绍一种多股成品索式预应力锚固系统,该锚固系统采用带有多种防腐涂层的成品索作为承载关键结构,不仅提高了可更换性和耐久性,而且换索施工时不需要中断交通流,降低了维护成本。为推动多股成品索式预应力锚固系统在我国的应用,基于该锚固系统的结构特点,本文提出包含设计和运营阶段的系统性设计流程,深入研究了该锚固系统正常运营和换索施工时的可靠性及运营期健康监测方案。本文主要的研究内容和结论有:(1)首先介绍了悬索桥预应力锚固系统的换索理论,基于此,介绍了几种现有的可更换式预应力锚固系统,并对其可更换性能进行系统评价。结果表明:多股成品索式预应力锚固系统具有换索效率高、防腐性能强、施工操作简便以及不干扰现有交通的特点,使其在应用和推广中具有十分明显的优势。(2)基于该锚固系统的特点,提出了包含设计和运营阶段的系统性设计流程,并以坭洲水道桥为工程背景,进行了锚跨主缆索股索力识别和满足锚固系统正常运营及换索施工安全的预应力设计。结果表明:当索体预应力按σk=0.6fpk进行张拉时,锚固有效预应力能满足失效索体不超过1根的情况下进行单索抽换的安全性需求。(3)进行了多股成品索式预应力锚固系统张拉及更换试验研究,结果表明该锚固系统穿束、张拉及更换操作过程安全可靠,在索体张拉及更换过程中,索体之间的索力影响极小;进行了锚下构件传力性能试验研究,结果表明锚固系统正常工作时,锚下混凝土裂缝宽度最大值为0.08mm,小于该工况裂缝宽度限值0.25mm;锚下钢筋应力最大值为80MPa,远远小于材料屈服强度335MPa,锚下各构件均满足结构安全性要求。(4)基于张拉及更换试验结论,确定了多股成品索式预应力锚固系统实际工程应用时的换索工况,并对其换索施工过程进行了数值模拟分析,结果表明连接器和锚下传力构件在各换索工况下的结构性能均满足结构安全度指标,有效保障了多股成品索式预应力锚碇锚固系统正常运营和换索施工过程的安全。(5)基于以上研究,进行多股成品索式预应力锚固系统更换预警阀值分析,结果表明:大桥运营期间,当满足设计规定的单根成品索索力损失时,判断西锚碇单股锚换索索力范围为1842.78kN