随着设计水平和施工技术的不断发展,悬索桥的结构形式和规模逐渐呈现复杂化和向超大跨度方向迈进的趋势。同时,计算机计算分析能力的显著提升,让从前繁琐的计算过程能够借助计算机轻松求解,使得悬索桥的结构设计和验算更加高效、便捷。然而,即便如此,由于既有的悬索桥非线性有限元法分析和计算方法过程复杂、繁琐,使得计算速度和效率降低,因此有必要提出一种更为简单且实用的分析和计算方法,从而简化计算步骤,缩短计算时间,提高工作效率。此外,更需要对既有的传统挠度理论进行一定程度上的修正,从而使得到的计算结果更加精确。这不仅有利于悬索桥早期设计的合理性,更加方便了后期对悬索桥结构的验算。在本论文中,首先分别介绍了传统的地锚式悬索桥和近年来新兴的自锚式悬索桥各自的发展历程,并对两种桥型的优势和不足分别进行了总结,系统地分析和总结了在悬索桥结构计算分析的研究现状,着重对悬索桥挠度理论的演变及现有的悬索桥计算方法的复杂性进行了详细介绍;然后,在充分考虑桥塔塔顶水平位移、主梁预拱度,以及主缆、主梁非线性变形的基础上,首次利用能量法重新推导了地锚式悬索桥以及自锚式悬索桥的非线性挠度理论及其相关公式,并对传统的自锚式悬索桥非线性挠度理论中不合理的地方做出了修正;针对传统的解析法难以求解本文所述的非线性挠度理论的弊端,以及现有的非线性有限元分析方法在实际操作中较为复杂繁琐的缺点,本文利用悬索桥单元,结合有限元理论率先提出了仅考虑主梁和桥塔结构单元的实用有限元法,并进行了两种悬索桥非线性挠度理论的实用有限元法推导;此外,为了降低活载作用下主梁内产生的最大弯矩,进而提高悬索桥的安全性和经济性,本文率先提出了“预压法”即在悬索桥建设阶段通过对主梁施加预压荷载来降低主梁的最大弯矩,并针对预压下的两类悬索桥进行了预压下的悬索桥挠度理论的推导。最后,为了验证本文所提出的挠度理论及其实用有限元法的正确性和精度,基于上述理论及方法,本文利用MATLAB开发了 PFEM(Practical Finite Element Method)程序,并选取和建立了一个基于丹麦大贝尔特大桥的三跨连续梁地锚式悬索桥简化模型,以及两个基于韩国永宗大桥的三跨连续梁自锚式悬索桥简化模型。然后利用本文所提出的悬索桥挠度理论及其实用有限元法进行活载和恒载共同作用下的静力分析,并将分析结果与现有的精确非线性有限元分析法—“恒长法”的分析结果进行对比。此外,为了验证“预压法”在降低主梁最大弯矩方面的有效性,对PFEM程序进行了二次开发,并选取了上述数值模型中的一个三跨地锚式悬索桥和一个三跨自锚式悬索桥模型进行分析,以说明“预压法”在降低活载和恒载共同作用下主梁弯矩的有效性。研究结果表明,无论是地锚式悬索桥还是自锚式悬索桥,本文利用“能量法”推导的两种桥型的非线性挠度理论及所提出的挠度理论实用有限元法,在充分考虑了悬索桥各个构成部分的变形特性和满足精度要求的前提下,能够明显降低计算量,提高计算效率,能够克服解析法难以求解非线性挠度理论的缺陷。同时,本文提出的“预压法”能够在一定程度上明显降低活载作用下的主梁最大弯矩,为今后在降低主梁弯矩,提高悬索桥安全性和经济性方面提供了新的思路。