本文以星海湾人行桥为工程背景,研究了自锚式斜吊杆悬索桥的主缆线形的计算方法、初始状态的施工控制并对钢管桁架斜塔力学性能进行了分析。具体内容如下: (1)首先分析了影响自锚式悬索桥非线性的几种因素,然后介绍了悬索桥的传统线形计算理论——抛物线理论、悬索桥主缆线形计算的精确方法——分段悬链线方法以及分段抛物线法和分段直线法,最后介绍了桥梁稳定性计算的两种计算理论。 (2)针对现有的计算悬索桥成桥主缆线形的解析计算方法在计算斜吊杆悬索桥方面存在的缺陷,提出了改进的分段悬链线计算方法,并导出了确定斜吊杆悬索桥主缆成桥线形的非线性方程组;然后针对原有的非线性有限元法计算复杂、计算效率低下的问题,采用基于ANSYS的APDL语言通过建立参数化的计算模型,并利用动态预测的方法总结出了一种效率高、操作简单的有限元计算方法。 (3)应用解析法和非线性有限元法相结合的计算方法,对星海湾人行桥主缆初始状态的工程控制进行了计算分析,重点研究了圆弧拱度主梁自锚式悬索桥吊杆力的确定,并针对星海湾人行桥主缆的特点研究了采用遗传算法计算其主缆线形控制点坐标的计算方法。 (4)通过静力分析对星海湾人行桥主塔的设计方案进行了比选,并对星海湾人行桥的主塔吊装过程进行了仿真模拟;通过运用有限元软件对星海湾人行桥主塔分别进行了特征值屈曲分析、几何非线性和材料非线性稳定性计算。得出在不同的荷载工况下星海湾人行桥的稳定系数,并对计算结果进行了分析。