斜拉桥结构主要由拉索、主梁和索塔组成,其中,拉索作为斜拉桥的核心受力构件,在桥梁的施工和运营过程中容易受损甚至发生破断。拉索断裂后,斜拉桥剩余结构在内力重分布和拉索突然失效导致的动力冲击作用下发生连续倒塌的可能性逐渐增加。近年来,如何正确评估斜拉桥在不同断索情形下的动、静力性能逐渐成为桥梁结构抗连续倒塌研究中的重点课题。然而,鲜有学者对斜拉桥多根拉索连续断裂情况下结构全过程受力行为进行研究,桥梁局部拉索断裂和结构整体倒塌破坏之间的内在联系尚不明确。基于此,本文结合国家自然科学基金项目“超大跨度高性能材料缆索承重桥梁结构设计及风致灾变理论与方法”（51938012）及“CFRP拉索及其锚固系统抗冲击性能研究”（51478177）,以湖南赤石特大桥火灾导致九根拉索断裂的事故为工程背景,围绕斜拉桥施工阶段断索后结构受力性能及倒塌破坏机理开展研究,为斜拉桥结构的防灾减灾提供理论依据和技术支持。本文主要研究内容及成果如下:（1）大跨混凝土斜拉桥断索后结构受力状态测试。针对赤石特大桥的火灾断索事故,对九根拉索断裂后斜拉桥剩余拉索、主梁及索塔的受力状态进行了全面检测,根据现场检测结果,描述了桥梁结构整体、结构构件和部件灾后性能的损伤和退化程度,并依此对九根拉索断裂后结构的受力性能进行了初步评估。（2）大跨混凝土斜拉桥断索过程中结构静力性能分析。采用有限元软件Abaqus建立了斜拉桥实体静力有限元分析模型,考虑九根拉索逐一断裂这一全过程中结构的几何非线性和材料非线性,通过对比有限元模型给出的计算结果与灾后现场实测结果,证明了模型的准确性。基于有限元分析结果,对断索事故发生前、断索过程中及索力恢复后斜拉桥结构的静力性能进行了详细分析,明确了桥梁结构的内力及斜拉索、混凝土和预应力筋的历史最大应力,评估了断索事故中结构最不利受力状态。（3）大跨混凝土斜拉桥断索所致结构动力响应分析。在已验证的赤石特大桥静力有限元模型基础上,考虑拉索瞬态断裂对结构的冲击作用,进一步建立了斜拉桥非线性动力有限元分析模型,研究了不同断索经历时间对斜拉桥结构动力响应的影响,确定了计算桥梁瞬态及准静态两种断索事件所对应的断索经历时间。对桥梁在拉索骤断后结构的动力响应进行了研究,考察了多索断裂过程中结构各个部件所经历的最大动态响应,提出了斜拉桥拉索突断后不同部件动力放大系数的合理取值:主梁扭矩、竖向弯矩及横向弯矩最不利截面的动力放大系数分别在1.09～1.55、1.21～1.65及1.21～1.76之间,最大位移动力放大系数为1.03～1.75,最大主压应力动力放大系数为1.02～1.58;预应力筋和拉索最大拉应力的动力放大系数分别在1～1.9及1.05～1.4之间;塔顶位移的动力放大系数为1.23～1.65。（4）基于传递矩阵法的斜拉桥结构断索响应分析方法研究。根据斜拉桥结构的受力特点,建立了斜拉桥最大悬臂状态的三梁离散弹簧力学模型,通过变换荷载路径法模拟拉索的失效,并利用传递矩阵法对斜拉桥在拉索静态断裂和瞬态断裂两种情形下的结构响应进行了解析。结合已验证的有限元模型计算结果,证明了三梁离散弹簧模型具有较高的精度和适用性,可用于斜拉桥断索问题的参数化分析。（5）大跨混凝土斜拉桥断索后结构倒塌破坏分析。提出了斜拉桥拉索失效后结构的易损性分析方法,以失效拉索占总拉索面积的比例和拉索索力传递系数两个参数为基准,定量分析了斜拉桥不同位置拉索断裂后结构的易损性指数,明确了极端作用下易诱发斜拉桥结构连续倒塌破坏的关键拉索区域。在此基础上,采用Abaqus/Explicit显示分析模块,建立了斜拉桥多尺度非线性动力有限元模型,对不同断索工况下斜拉桥结构倒塌破坏全过程进行了分析,考察了各工况下桥梁倒塌破坏模式,并以结构剩余总能量与外力功之比为指标,建立了基于能量的斜拉桥断索后结构倒塌破坏判断准则。对于斜拉桥施工中最大悬臂状态,当能量比小于0.85时即可判定结构进入倒塌阶段。