单主缆悬索桥是一种特殊的悬索桥结构,该类桥型结构简洁,景观效果良好,与传统双主缆悬索桥相比,单主缆悬索桥由传统的双主缆变为单主缆,吊索力作用线通过加劲梁形心,吊索力无法提供抵抗扭转变形的约束力矩,体系抗扭刚度较小,当结构在车辆偏载、风载等因素作用下,加劲梁会产生较大扭转变形,支座易出现负反力,有整体倾覆的风险。但目前国内外对该类桥型的扭转刚度以及抗倾覆能力研究较少,有必要针对该新型结构展开基于扭转响应的体系优化研究。本文依托广西英华大桥这一单主缆悬索桥工程实例,结合理论分析和有限元方法对该类悬索桥结构扭转刚度、抗倾覆稳定性进行综合研究,论文主要内容及所得结论如下:（1）针对单主缆悬索桥这一新型结构,结合理论分析和有限元方法,研究作为其主要组成部分的主缆-吊索系统、加劲梁形式及其约束体系对大跨径单主缆悬索桥刚度的贡献程度,基于依托工程分析了大跨单主缆悬索桥结构刚度的来源和构成。结果表明对于大跨径单主缆悬索桥而言,加劲梁提供的抗扭刚度是整个体系抗扭刚度的主要来源,其次是桥塔处的两个竖向支座对加劲梁的约束扭转约束作用,然后是外伸跨的长度,最后是近桥塔区域的空间吊索。（2）分别从单主缆悬索桥加劲梁系统和主缆-吊索系统入手,基于依托工程建立了一系列精细空间有限元模型,通过有限元方法定量分析了吊索空间性、加劲梁刚度、外伸跨长度、约束体系以及多因素耦合作用对大跨径单主缆悬索桥扭转静力刚度影响。计算结果表明:加劲梁抗扭惯性矩比Ix/Ix0从0.5变化到1.0的过程中,体系抗扭刚度提高了约50%。桥塔处设置两个竖向支座相对不设置时整体体系抗扭刚度提高了约43%。当桥塔处设置有竖向支座时,半跨空间吊索对数从0对变化到4对的过程中,整体体系抗扭刚度提高约7%。当桥塔处无竖向支座时,在外伸跨长度从0m变化到45m的过程中,整体体系抗扭刚度提高约35%,在半跨空间吊索对数从0对变化到4对的过程中,整体体系抗扭刚度提高约15%。另外当外伸跨长度超过45m时,外伸跨长度对体系抗扭刚度提升效果降低。（3）总结分析适合单主缆悬索桥的抗倾覆计算方法,通过有限元方法研究吊索空间性、加劲梁刚度、外伸跨长度以及多因素耦合作用对大跨径单主缆悬索桥抗倾覆能力影响。结果表明,仅优化单主缆单索面悬索桥加劲梁刚度,不能满足单主缆悬索桥的抗倾覆要求。无外伸跨时,增加空间吊索数量,不能消除支座负反力。无空间吊索时,增加外伸跨长度,不能约束加劲梁跨中扭转变形。同时设置空间吊索和增加外伸跨长度可消除支座负反力、减小加劲梁跨中扭转变形,能有效解决单主缆悬索桥倾覆失稳问题。对于本文工程背景而言,当设置长度45 m的外伸跨和半跨2对空间吊索时,既消除了支座负反力,减小加劲梁扭转变形,又提升了抗倾覆能力,因而可以满足抗倾覆稳定性要求。