自锚式悬索桥结构造型美观、经济性能较好、对地形和地质状况适应性强等优点,越来越受到工程界的青睐,是城市桥梁100-400m跨径范围内极具竞争力的桥梁方案。本文依托长沙市三汊矶湘江大桥自锚式悬索桥工程,对自锚式悬索桥的一些关键技术问题进行了研究和试验。主要做了以下工作:(1)介绍了自锚式悬索桥的发展历史和国内外的应用现状,总结了自锚式悬索桥的基本构造特点和受力特征,指出了自锚式悬索桥存在问题和发展趋势;(2)全面介绍三汊矶大桥的设计、计算、施工;指出了自锚式悬索桥中存在的主要问题;(3)提出了自锚式悬索桥主缆锚固系统设计的基本原则,总结了自锚式悬索桥采用混凝土加劲梁、钢混组合加劲梁和钢加劲梁时的主缆锚固系统,归纳得出主缆锚固可采取直接锚固、混凝土结构中散开锚固、钢结构中散开锚固和环绕式锚固等不同方式;对各种锚固方式的优缺点和适用范围进行了合理评价。这对今后同类桥型的设计和施工有重要的指导作用。(4)对三汊矶自锚式悬索桥锚固结构进行了1:3.2大比例模型试验。通过与空间有限元分析结果比较分析,表明锚固结构有较强的超载能力,验证了锚固结构的安全性和可靠性。另外,针对设计存在的问题,通过计算和试验提出了合理的建议;(5)结合长沙三汊矶大桥钢箱梁进行了1:5节段模型试验,试验包括两个模型试验,一个腹板为开口加劲板,试验结果为腹板失稳破坏;另一个腹板改为闭口加劲板,试验结果为材料屈服破坏。(6)综述了国内外关于钢结构防腐的各种方法,接合我国桥梁的工程实践,三汊矶大桥采用电弧喷铝长效防腐方案,对防腐方案的寿命、经济性、工艺流程进行了详细的论证和分析。(7)利用浇注式沥青混凝土的不透水性、耐久性、抗裂性好的特点,应用于湘江三汊矶大桥钢桥面铺装下层,针对该桥的使用条件进行桥面铺装性能研究,并提出性能优良的组合铺装结构;吸收国外的施工经验,配合三汊矶大桥的实际情况,采用合理的施工工艺,使工程质量、进度得到保证。