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对100m跨预应力张弦式管道的矢跨比、垂跨比及上、下弦截面等设计参数进行了有限元分析与优化，并分析了不同支承条件下该结构的非线性稳定性．以优化后的设计方案为原型，通过1：15缩尺模型的预应力张拉与加载试验，进一步研究了张弦式管道的全过程受力性能．结果表明，半跨荷载工况在张弦式管道设计中起控制作用；张弦式管道对平面外的几何缺陷较为敏感，通过合理设置侧向斜撑可以保证结构的平面外稳定性；有限元计算值与试验结果吻合良好．