随着中国交通基础设施建设的不断完善,跨越深沟峡谷、河流大海的桥梁工程也得到了极大的发展。悬索桥因其跨越能力强、适应性好、造型美观等优点,是国内建设广泛采用的大跨经桥梁建设方案。由于我国南部海域地区桥位环境复杂,在役悬索桥受深海环境影响大,结构构件腐蚀情况严重,且重载交通量大等因素的制约。在役悬索桥通常需要更换吊索、完善防护体系以维护结构的安全运营从而满足日益增长的交通量及适应不断变化大气环境的需求,通过对悬索桥的吊索换索过程的更换方法及承载能力进行分析研究,将对沿海地区缆索承重体系桥梁的发展有重大意义。本文通过查阅大量文献资料,依托虎门大桥的吊索及防护系统服役情况,结合桥梁有限元仿真模型计算缆索线形,模拟吊索的更换方案,并对比江阴大桥换索方案,得到锚拉板吊索更换的构造及防护体系等。本文主要开展以下几方面工作:（1）在阅读国内外文献的基础上,掌握目前悬索桥的发展现状、病害研究现状以及加固技术的发展情况,总结现有的研究状况。（2）介绍了悬索桥结构计算理论、承载能力计算方法,通过分析得到适用于吊索更换（失效）情况下的计算方法。（3）基于悬索桥非线性分析理论,分析了吊索更换情况下悬索桥的非线性效应,基于BNLAS明确吊索更换对桥梁线形等因素的影响。结果表明:吊索换索对局部有较大影响,主缆不会产生过大变形,因此吊索换索分析完全可以在初始成桥状态下进行非线性分析,其结果能够满足工程需要。（4）根据桥梁的结构形式、跨径布置等信息,采用有限元软件Bnlas、Midas、Ansys准确模拟,对桥梁结构缆索系统、加劲梁及临时索锚点等进行分析。在保证吊索安全的情况下,通过更换的新索和临时索共同作用,形成了多吊点换索方案。据桥梁结构实际情况,以不中断交通并减少现场施工时间为目标进行了吊索更换顺序分析和对比,并基于此基础,提出了全球第一次不中断交通的锚板式吊索更换方案。（5）结合桥梁结构本身原因及外部因素如气候环境、运营状况等,分析了引起吊索锈蚀的主要因素,通过采用新的防护体系、新的构件和构造细节,从源头保证了吊索使用寿命,从而保证了结构在设计基准期的运营安全性。