多塔悬索桥由于跨越能力强且可有效减小锚碇尺寸、减少资源占用,成为大跨径桥梁最有竞争力的桥型之一,具有广阔的发展前景。但由于中塔缺乏边跨主缆的有效约束,在最不利荷载工况下多塔悬索桥会因为结构竖向刚度不足而产生过大的竖向挠度。增加中塔刚度可以减小结构的竖向变形,但可能导致主缆与鞍座之间的抗滑移安全性能出现问题。双缆结构能有效增加多塔悬索桥的结构刚度,但同样面临主缆与鞍座之间的抗滑移安全、结构体系理论研究匮乏、鞍座形式未知等问题。此外,多塔悬索桥的初步设计流程复杂,亟需发展适用于初步设计的简化分析方法。本文将以传统多塔悬索桥和双缆多塔悬索桥为主要研究对象,并在以下几个方面开展相应研究工作:(1)将多塔悬索桥结构简化为等效弹簧模型,通过求解主缆的水平刚度,以及最不利荷载工况下的主缆两端水平力和主缆位移的变化,根据桥塔和主缆的变形协调条件,最终可得出活载作用下结构变形和主缆索力,进而提出传统多塔悬索桥和双缆多塔悬索桥的初步设计理论模型。通过将理论模型得到的结构变形、主缆拉力和主缆与鞍座之间摩擦抗力的解与有限元模型得到的解进行对比,验证理论模型的正确性和可靠性;(2)鉴于规范提出的抗滑移安全系数K存在的不足,用另一种贴近实际受力情况且物理意义明确的抗滑移安全系数K_n对主缆与鞍座之间的抗滑移安全性能进行评估,并给出K_n的要求值。在设计时,由结构的变形要求和主缆与鞍座的抗滑移安全性能要求共同决定结构设计参数的取值;(3)针对双缆多塔悬索桥鞍座形式未知的研究现状,提出一种适用于双缆结构的鞍座结构,推导了适用于这种鞍座结构的主缆与鞍座之间摩擦抗力的理论模型计算公式;(4)通过对提出的多塔悬索桥初步设计理论模型进行分析,得出多塔悬索桥结构的主要设计参数为中跨主缆的矢跨比和中塔的纵向水平抗推刚度,此外,加劲梁恒载大小也对结构有较大影响。其中传统多塔悬索桥的设计由结构刚度和主缆与鞍座之间抗滑移安全性能要求共同控制。对于传统多塔悬索桥,随着中跨矢跨比减小,结构的竖向刚度减小,中塔刚度的下限值增大,主缆与鞍座之间的抗滑移安全性能先减小后增大,中塔刚度的上限值先减小后增大;中跨跨径和加劲梁恒载大小的增大能增加恒活载比例,减小结构在最不利荷载工况下的活载效应,中塔刚度的取值范围显著增大。双缆多塔悬索桥由于具有较强的竖向刚度,且在一定中塔刚度范围内不受中塔效应的限制,设计仅由主缆与鞍座之间的抗滑移安全性能要求控制,但同等条件下主缆与鞍座之间的抗滑移安全问题较传统单缆结构相比更为突出。对于双缆多塔悬索桥,随着顶缆和底缆的矢跨比之差增大,主缆与鞍座之间的抗滑移安全性能降低,中塔刚度的取值范围减小;中跨跨径和加劲梁恒载大小的增大虽能增加结构的恒活载比,减小活载效应,但顶缆与底缆之间恒载内力重分布的值也增大,主缆与鞍座之间的抗滑移安全性能并未有明显提升,中塔刚度的取值范围变化不大;只有当中跨跨径超过4000米时,活载效应大幅减小,中塔刚度的取值范围才得以显著扩大。以上结论对多塔悬索桥的初步设计具有指导意义。