斜拉桥以超强跨越能力、美观的外形等诸多优点而成为现代桥梁工程中发展最迅速、最具竞争力的桥型之一。大跨度斜拉桥整体和局部构件的稳定性成为了斜拉桥计算中的关键,也是制约超大跨斜拉桥发展的因素之一。本文以黑瞎子岛乌苏斜拉桥为工程背景,基于非线性理论和稳定分析理论,通过对该桥进行的有限元仿真分析,对大挑臂单索面钢箱梁斜拉桥的非线性因素影响敏感性和结构的稳定性进行研究,主要内容包括：1、通过乌苏斜拉桥有限元计算,分析自重、二期恒载及运营活载作用阶段下各几何非线性影响因素对结构内力和变形的影响程度。结果表明在自重和二期恒载施工阶段,斜拉索的垂度效应产生的非线性影响最明显,而在行车活载阶段,大位移效应成为对斜拉桥计算结果影响最明显的参数。2、通过有限元计算,分析了成桥运营阶段整体结构的线弹性和非线性两类稳定问题,并对比几何非线性和材料非线性对稳定性分析结果的影响程度。此外,还分析了不同主塔横截面尺寸对桥梁整体及局部桥塔的稳定性影响；通过对关键部位构件的细化分析模型,研究了索梁锚固区、索塔锚固区及箱梁长挑臂的局部力学性能和稳定性。计算结果表明乌苏斜拉桥最小稳定系数计算结果为6.513,其整体及局部构件的稳定性是足够的。3、结合乌苏斜拉桥实桥荷载试验,总结了静、动载状况下荷载试验测试结果。在评价桥梁结构实际状态承载能力和振动特性的同时,实测结果数据也验证了有限元模拟计算数据的正确性和合理性。