悬索桥是一种既古老又现代的桥型,人们最早熟识的是地锚式悬索桥,实际上将主缆锚固于自身加劲梁的自锚式悬索桥同样是悬索桥的重要形式。虽然我国开展自锚式悬索桥研究的时间较晚,却已在实践中迈出了创新的一步。本文便以世界上第一座在建的多塔自锚式悬索桥—螺洲大桥为工程背景,对其施工过程中主缆线形变化等关键问题展开研究。文中首先比较了自锚式悬索桥分析的三大理论：弹性理论、挠度理论和非线性有限位移理论。考虑到施工过程中多塔自锚式悬索桥体现出明显的非线性特性,文中根据非线性有限位移理论,先对其缆索、加劲梁和索鞍非线性展开理论分析,同时比较了用于主缆线形计算的抛物线理论和分段悬链线理论,并基于分段悬链线理论提出一种适用于多塔自锚式悬索桥主缆线形计算的数值分析方法。基于数值计算分析,本文采用ANSYS通用软件建立了多塔自锚式悬索桥有限元空间模型,并开展倒拆、正装分析。其中倒拆分析只考虑成桥状态、一期恒载状态及空缆状态的主缆线形,正装分析没有考虑吊索张拉顺序,以理想吊索力分阶段分析,比较各个理想状态桥梁主要构件内力变形特点。最后得到两种方法计算线形的闭合精度,及多塔自锚式悬索桥主缆线形变化规律,为考虑吊索张拉次序的复杂施工过程模拟奠定基础。本文还开展了施工过程监测研究,利用监测数据验证了多塔自锚式悬索桥吊索张拉过程中体现出的主缆位移弱相干性和吊索力相邻影响性。另外,根据吊索张拉方案确定原则,提出两种不同吊索张拉优化方案,并比较论证施工所选方案的合理性。在此基础上,建立了施工过程精确有限元模型,将计算结果与施工监测数据进行对比,分析多塔自锚式悬索桥吊索张拉过程中主缆、主塔和主梁的线形变化规律及相应施工控制方法。最后分析了多塔自锚式悬索桥主缆线形影响因素,比如主缆矢跨比和缆索刚度等设计参数,以及桥梁施工过程中温度和边界约束条件。同时将多塔自锚式悬索桥与常见的独塔自锚式悬索桥进行简单对比,重点分析主塔与主缆相互作用对主缆线形的影响,突出多塔自锚式悬索桥桥型布置及施工过程的独特性。