与常规无背索斜塔斜拉桥相比，无背索曲塔曲梁斜拉桥的主梁和主塔均为曲线，结构体系新颖复杂，塔梁构造细部处理、力学性能及长期效应行为特征独特。本文以东莞梨川大桥为研究背景，根据结构特点，对依托工程施工及使用阶段的力学性能进行了系统分析。主要研究内容如下：（1）基于有限元分析理论，针对无背索曲塔曲梁斜拉桥的结构特点，提出在结构整体静力有限元分析时对主梁、索塔、斜拉索、预应力束的建模方法，明确了在进行局部分析时对隔离体选择、隔离体块体单元及预应力束模拟的处理方法。（2）基于无背索曲塔曲梁斜拉桥受力特点，采用Midas分析软件建立全桥空间分析模型，分析了大桥主梁、斜拉索、预应力钢壳混凝土索塔在各工况下的力学性能及变化规律，提出优化钢壳中混凝土的应力分布状态方法。（3）针对塔梁墩采用固结方案特点，采用ANSYS实体模型建立了塔梁墩固结区3维有限元精细分析模型，揭示固结区结构最不利受力区域下应力水平，验证了采用温降法模拟预应力筋实际应力值的正确性。（4）针对索塔采用空心预应力钢壳混凝土结构特点，采用ANSYS建立了索塔典型施工节段局部精细分析模型，分析了钢壳混凝土在拉索作用下的平面内受力情况，明确了空心预应力钢壳混凝土索塔平面内顺桥向应力水平。