吊杆是下承式和中承式拱桥的关键受力构件,施工过程中它的张拉力不仅控制整个桥梁结构受力的合理性,而且影响主梁的线型、桥面的平顺和成桥后行车的安全舒适性,因此吊杆张拉力是评估拱桥结构状态的一个重要指标。桥梁运营阶段的吊杆张拉力也是评估吊杆疲劳特性的一个重要指标。因此,精确地测定吊杆张拉力是拱桥施工和运营中的重要工作。本文主要工作及研究结论具体如下:(1)针对分段变截面拱桥吊杆的动力特性,按照梁模型对吊杆进行模拟,发展了一种基于状态空间法的精确分析方法,可详细考虑吊杆各部分不同的截面特性和材料参数,以及吊杆两端实际较为复杂的边界条件,给出了吊杆自由振动的频率与其张拉力的关系。通过某实际拱桥的吊杆张拉力测试数据以及有限元分析的结果,验证了该方法。当吊杆的索体长度大于某个值时,将本文方法与经典的弦理论公式相结合,识别出与索体长度相关的吊杆有效计算长度,可在实际工程中运用弦理论公式方便地计算吊杆张拉力。(2)将基于状态空间法的梁模型精确分析理论拓展至梁-索混合模型,并将梁-索混合理论分别与梁理论、实测、有限元分析的结果进行对比,验证了该理论的可靠性和精度。对比梁模型,梁-索混合模型相对实测结果的误差偏大一些,但面对索体抗弯刚度特别小的情况,选用梁-索混合模型进行计算,可以有效避免计算过程中的数值不稳定问题。(3)结合相关算例,分析了吊杆张拉力、抗弯刚度、边界条件等有关参数对吊杆振动频率的影响规律。(4)用Java语言开发了一款基于Android系统的智能手机索力测试App,利用本文的理论方法识别出桥梁吊杆/拉索的有效计算长度后,结合索的线密度、振动频率阶数和App识别出的振动频率,作为App的输入参数,可非常方便地计算输出相应的索力。实验室的水平液压振动平台实验和实际的桥梁索力测试结果均表明该App获取频率和计算索力有着较高的精度。解决了现有的索力测试系统相对昂贵、携带不便、安装繁琐、效率低下等问题,具有工程实用价值。