随着四十多年来经济的快速发展,我国斜拉桥建造水平已经位于了世界前列。索塔锚固区是斜拉桥结构中的重要组成部位,斜拉索拉力通过塔柱传递到锚固区,影响斜拉桥整体结构的安全性。国内外对索塔锚固区的受力性能研究及参数分析方法尚不成熟,现行的桥梁设计规范也缺乏相应的指导,导致实际工程往往需要通过有限元模型和试验模型来验证其有效性,并且研究成果不能直接用于其他工程。本文基于混凝土塑性损伤模型,以广东江门西江水道桥为工程背景,建立有限元模型分析研究单向预应力体系索塔锚固区的受力性能,并探讨混凝土索塔锚固区结构影响参数,主要完成了以下工作:(1)利用损伤模型基本理论,研究ABAQUS软件塑性损伤模型的特征,给出了混凝土塑性损伤模型参数输入方法,可用于考虑混凝土材料非线性的有限元模型。通过单轴受拉算例,混凝土结构的本构关系在线性软化和双线性软化两种模式下,数值模拟和解析解吻合,验证ABAQUS塑性损伤模型用于混凝土非线性分析的可靠性。(2)以广东江门西江水道桥为工程背景进行索塔锚固区线弹性空间有限元分析,分析其在单向预应力作用、正常使用状态和1.6倍超载状态等三种工况下的应力应变状态,并将试验结果与数值计算结果进行对比分析。结果表明,二者的变化趋势基本一致,数据吻合程度较高,单向预应力体系索塔锚固区在1.6倍设计索力作用下仍处于线弹性工作状态,结构安全储备充足。(3)结合混凝土的塑性损伤模型,对单向预应力体系索塔锚固区进行了弹塑性有限元分析,探讨了索塔锚固区的传力机理,并得出其极限承载力。索塔锚固区的比例极限荷载为1.605倍设计索力,极限状态承载力为2.872倍设计索力。单向预应力体系索塔锚固区在加载过程中,倒角部位首先开裂,随后前墙内表面索导管上方开裂并向周围扩展,结构进入屈服阶段时,整个前墙内、外表面均有大面积的损伤,前墙外表面靠近索导管附近的钢筋接近屈服状态,前墙全部混凝土破坏。结构破坏时,侧墙仅倒角位置出现局部损伤,其余区域未出现明显损伤,尚有-2.1MPa左右压应力存在,单向预应力筋尚处于弹性范围内。(4)针对现有索塔锚固区受力性能的局限性,进行单向预应力筋合理布置、前墙壁厚参数分析及内隔板构造分析三个方面的研究工作。通过数值模型分析对比三种改进方法的有效性,为单向预应力体系索塔锚固区提供了合理的构造改进及参数分析方法。