索塔在斜拉桥的整体安全方面起着至关重要的作用。本文是以拟建的益阳大桥为工程背景,其索塔为独特的无上横梁异型空间索塔,塔身截面尺寸从上至下变化非常明显,导致整个索塔的受力为复杂的大偏心受压。其中索塔锚固区在斜拉索和环向预应力锚固系统的共同作用下,受力和构造更为复杂,是整个斜拉桥设计的关键部位。基于设计的需要,在全桥整体静力分析的基础上,采用有限元软件ANSYS对益阳大桥索塔锚固区进行详尽的空间应力分析,并着重对索塔锚固区中的环向预应力锚固系统进行研究。本文做的主要工作以及取得的主要成果如下:(1)查阅相关文献,了解斜拉桥索塔的形式以及索塔锚固区的各种锚固系统及它们各自的优缺点,着重掌握预应力锚固系统的特性与目前的研究动态;(2)利用桥梁结构计算软件MIDAS/CIVIL对益阳大桥建立整体模型,着重研究了益阳大桥索塔受整体收缩徐变和温度作用的影响以及索塔在多种荷载组合下的受力和位移;(3)对益阳大桥索塔锚固区选取斜拉索索力最大的三个节段进行分析,全面研究了索塔三节段模型在三个不同工况下的应力分布,有规则的选取若干节点的应力绘制曲线图。发现在斜拉索孔道、预应力钢束锚固点、钢垫板与混凝土齿块交界处、两个方向塔壁交界处拐角部分以及预应力筋孔道拐角等处有明显应力集中,应力分布特点与以往同类型桥梁索塔锚固区节段的研究结果一致;(4)在索塔三节段模型应力分析的基础上,简化三节段模型为两个节段,比较了在横桥向U型预应力体系、顺桥向U型预应力体系和井字型预应力体系三种布置形式下索塔两节段模型的受力情况,结合实际工程总结出横桥向U型预应力体系为最合理的布置形式;(5)对索塔两节段模型与预应力钢束有关的参数(钢筋用量,钢束位置)进行分析,选择合适的应力控制点,观察在参数的变化过程中应力控制点应力数值的变化,优化环向预应力布置方式;加细部构造措施,解决了索塔两节段模型局部应力集中过大和索塔两个方向塔壁中预应力储备不一致的问题。本文结论可对益阳大桥索塔锚固区设计和施工提供参考依据。