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为进一步研究新兴空间扭背索组合梁斜塔斜拉桥的力学行为，以某主跨220m的空间扭背索组合梁斜塔斜拉桥为研究背景，采用非线性数值分析方法，并通过现场实测值验证数值模型的有效性，讨论了该桥的非线性响应和稳定性，同时用塑性铰法理论对结构极限承载能力进行了计算。研究发现：与常规斜拉桥相比，由于扭背索索长均匀，降低了拉索垂度影响差异；由于扭背索对主塔的水平约束作用较小，主塔较容易出现失稳；由不同工况分析得出，空间扭背索组合梁斜塔斜拉桥的破坏断面位于中塔柱顶部，锚固区下缘。本文研究结论可为类似桥型的进一步研究提供借鉴。