拱桥一直是我国桥梁建设中历史最为悠久的一种桥型,随着拱桥向着长、大化方向的发展,在拱桥理论、设计、施工、运营等各个方面仍旧有许多亟待解决的问题。目前国内对钢桁架拱桥的研究较为缺乏,对于采用缆索吊装斜拉扣挂法施工的钢桁拱桥,索结构作为关键构件,其值的计算与优化研究还比较少。本文以在建的香溪长江大桥为研究背景,基于无应力合龙目标,开展了大跨度钢箱桁架拱桥施工控制的索力优化分析研究,主要内容有:1.为了使悬臂拼装钢桁架拱桥合龙后的线形与一次落架的裸拱线形一致,提出基于无应力状态法的线形控制方法,该方法的核心是控制拱肋节段的无应力拼装。明确合龙段无应力合龙的目标为控制预留合龙口的几何尺寸,使其满足合龙段的无应力长度和无应力曲率的要求,为达到该目标,对索力进行优化控制。基于拱桥普遍使用的缆索吊装斜拉扣挂法,对扣锚索索力的优化计算进行介绍,根据斜拉桥的索力优化经验,提出了拱桥施工中的扣锚索索力优化方法;2.以香溪长江大桥工程为背景,采用Midas civil建立主拱、扣塔与扣锚索的有限元模型,通过设置完整的施工步骤进行模拟分析,根据分析结果提取索力组和对应的结构响应变化值,通过BP神经网络训练建立两者之间的非线性关系,此函数关系的拟合功能用以实现遗传算法个体适应度的评价,通过神经网络结合遗传算法,运用目标函数将索力优化问题转变为极小值求解问题。这种优化方法根据MATLAB编制优化计算程序,该程序在给定期望合龙口位移偏差、扣塔偏位容许值等约束条件下,利用神经网络自动建立索力与合龙口位移之间的映射关系,最后通过遗传算法寻找满足合龙口期望位移值的最优索力值;3.将最优的索力值代入有限元模型中进行施工阶段仿真分析,得到合龙后的成拱线形,并将该线形与一次落架的裸拱线形进行对比,结果表明,采用本文优化方法得到的成拱线形与一次落架的裸拱线形非常吻合。这表明采用本文提出的索力优化方法合理有效,不仅为该桥的施工控制提供了科学的方法,而且为其他悬臂拼装桥梁的索力优化分析提供了借鉴;4.根据以无应力合龙为目标进行计算得出的索力优化结果,进行无应力索长的计算,实现施工过程中拱肋节段的无应力状态量不变,从而保证合龙后的拱肋在扣锚索拆除后的线形与一次落架裸拱线形达到一致。