斜拉桥根据不同的塔、梁、墩连接方式可以分类成不同的结构体系,而不同结构体系构造特点和力学行为存在明显差异,因此在设计之初比选桥梁方案时结构体系适用性的考虑显得尤为重要。本文依托重庆水土嘉陵江大桥为工程背景,以该类型斜拉桥的结构体系为研究侧重点,展开有限元仿真分析。首先通过建立Midas/civil杆系单元模型分析其非对称高低塔受力特点;其次构建不同结构体系的斜拉桥模型进行仿真分析,进而对比研究不同结构体系斜拉桥的力学性能总结刚构体系的优势与不足;最后通过Midas/FEA精细化模型探讨刚构体系固结区复杂的受力特点并提出优化建议。本文的主要研究内容如下:(1)查阅国内外文献论述了斜拉桥的发展历程,介绍了工程实例和国内外研究现状,并简述了斜拉桥的分析理论,提出了使用实体单元有限元模型对固结区局部进行精细化仿真分析的必要性。(2)依托实际工程通过Midas/civil有限元软件建立了整体杆系单元模型,对高低塔斜拉桥的非对称结构特性进行研究,总结了该体系斜拉桥在施工阶段和成桥阶段的内力和位移的受力特点,同时探讨了该体系斜拉桥在混凝土收缩徐变和温度效应作用下的变化特点和规律。(3)进一步研究固结体系高低塔叠合梁斜拉桥特性,构建了支撑体系、半漂浮体系和原结构斜拉桥模型进行有限元对比分析,对温度荷载作用下不同结构体系斜拉桥的影响规律展开研究,同时探讨了特定荷载组合作用下斜拉桥的结构体系适用性和受力特点,阐述原结构斜拉桥在荷载作用下桥塔受力状态良好的适用性。(4)在上述主要论点的基础上进一步研究刚构体系斜拉桥塔墩梁固结区受力特点和规律,通过构建Midas/FEA精细化实体单元模型进行有限元仿真分析。探讨固结区的结构特性并提出优化措施。