曲线梁矮塔斜拉桥充分利用了曲线梁桥和斜拉桥的技术优势,兼具结构造型美观的特点,在国内外得到了大量的推广应用。虽然我国建造了诸多曲线梁矮塔斜拉桥,但是桥梁跨径不大,技术成果总结不完备,因此有必要进一步探索此类桥型的合理设计参数和设计理论要点。论文依托某主跨216m桥宽44m的大跨径宽幅曲线梁矮塔斜拉桥结构,分别从结构体系层面、构件受力性能层面和体系安全性三个角度,系统梳理并总结了此类桥梁结构的设计关键技术,主要研究内容和结论如下:首先,研究了大跨度宽幅曲线梁矮塔斜拉桥的结构体系。分别对桥梁在施工阶段和运营结构的结构体系行为总结出设计要点,并参数化研究了不同约束体系对于结构整体的受力安全影响。研究表明:受主梁曲线线形的影响,结构自重作用下具有显著的弯扭耦合效应,这使得内外梁的变形和受力均有显著差别;此外截面配束和空间索力都会产生弯扭耦合作用,但是该效应与荷载弯扭耦合效应相互抵消,起到改善曲线主梁受力的作用,说明空间拉索会改善曲线梁的弯扭耦合作用使其向更大跨径发展;运营状态结构整体温度和车辆荷载都会产生较为显著的弯扭耦合效应,但是最不利荷载组合作用下支座均不会脱空,因此在合理配束情况下本桥型更不容易脱空;不同约束体系对结构受力有一定影响,最为显著的是整体温差和汽车荷载作用,但其中塔墩固结体系受力明确,能够实现结构内力的良好分布,截面性能能得到充分利用并且具有较好的安全储备,比较适合曲线矮塔斜拉桥。其次,研究了大跨度宽幅曲线梁矮塔斜拉桥的构件性能。分别选择主梁最大正弯矩和最大负弯矩阶段进行空间受力行为分析,同时选择最不利工况下的框架塔柱进行空间力学行为分析。研究发现:为减小剪力滞效应影响,本桥设置短翼缘,并合理设置了腹板间距,通过对主梁剪力滞系数研究发现,恒活载的剪力滞系数在1.018~1.169之间,相对于宽翼缘箱梁结构,本桥短翼缘主梁剪力滞效应影响较小,截面利用率高,验证了本方案的合理性,同时论证了在曲线矮塔斜拉桥设计中可通过采用该截面形式箱梁,获得较好的受力性能及经济效益。此外,框架柱的空间分析表明,塔柱框架受水平分力影响,发生向内弧侧的变位,为减小P-Δ效应影响,施工时可对塔柱设置向弧外侧的预偏量。最后,研究了大跨度宽幅曲线梁矮塔斜拉桥的体系安全性。分别从弹性稳定、弹塑性极限承载力和地震下结构安全性三个角度进行了结构体系安全研究。研究表明结构的第一类失稳安全性系数很高,都超过了30,表征了塔柱作为受压构件的稳定破坏特性。考虑材料非线性和几何非线性的结构体系极限承载能力分析,发现在不同情况的荷载条件下,墩顶截面和索塔的中塔柱以及内侧塔柱的下缘,都是在主梁结构屈服后,马上就屈服,基本上可以看成四个塑性铰在同一时刻产生,说明主梁结构刚度分布比较均匀,失稳特征值都在2.0~2.3,大于规范要求的2.0值。此外,地震作用下的结构安全性分析中,本桥的自振周期与其他相同类型的跨径桥的周期比较靠近,为5.75s,且其振型为梁体纵向振动,通过对P1和P2概率地震作用下结构性能的验算,表明结构满足抗震性能。依托本桥的结构体系、构件性能和体系安全性研究成果,可为类似曲线梁矮塔斜拉桥的设计理论及构造优化提供参考。