管道悬索桥作为油气运输的主要结构之一,其外形美观、跨越能力强以及经济指标良好。相比于一般悬索桥,管道悬索桥横向刚度小,风致稳定性差,在荷载作用下会产生较大的挠度和扭转,故需对管道悬索桥施加风缆结构。风缆与一般悬索桥主缆线形不同,它属于一种空间曲线,受力分析更为复杂以至计算相对繁琐。目前,对于空间线形求解多数采用分段悬链线理论求解,具有较好的精度。国内管道悬索桥起步较晚,风缆和稳定索相关理论研究匮乏,需要进一步研究。本文以南川—涪陵乌江管道悬索桥为工程背景,主要的研究内容和研究成果如下:（1）详细阐述了分段悬链线计算理论,建立空间悬链线受力模型,通过公式推导得出风缆线形坐标和无应力长度求解公式,并利用Matlab编制相应的迭代计算程序。以南川—涪凌乌江管道悬索桥为工程算例,将Matlab程序计算结果导入Midas Civil建立成桥状态有限元模型,通过悬索桥分析模块精确求解平衡态,并和设计参数进行比对验证该方法的正确性。（2）通过改变风缆的角度、矢跨比、初始张拉力、风缆截面面积、风拉索截面面积等参数分析对结构动力特性的影响,其中风缆倾角、面积对结构影响最大。分析了在运营阶段风缆参数对该桥动力特性的影响,并给出风缆设计时各参数的建议取值范围,并利用结构优化理论对南川—涪凌乌江管道悬索桥的风缆进行优化设计,为今后同类型的悬索桥风缆设计提供参考。（3）以南川—涪凌乌江管道悬索桥为基础建立带稳定索的有限元模型,分析了结构竖向、横向和扭转刚度对稳定索设置参数的敏感性,得到稳定索间距、面积、张拉力、倾斜角度的较优参数取值范围,其中稳定索间距、倾斜角度对结构影响最大。对比成桥与运营阶段,通过对不加稳定索、加稳定索和加有倾斜角度的稳定索三种模型的结构动力特性进行对比分析,得到加有倾斜角度的稳定索对结构的动力性能提升效果最好的有益结论。（4）利用反应谱分析,在地震作用下对结构不加稳定索、加稳定索和加倾斜稳定索后位移结果进行分析,倾斜稳定索能减小结构的横、竖向位移,提高桥梁的抗震性能。