近几年,凭借良好的力学性能以及施工方便等众多优点,劲性骨架钢管混凝土拱桥得到了广泛应用。本文的研究围绕郑万线某劲性骨架钢管混凝土拱桥的施工方案、施工过程分析、静力特性、动力特性等方面开展,主要研究内容及成果如下:(1)简要论述了劲性骨架钢管混凝土拱桥的发展概况以及结构特点,对其受力特性进行了简单分析,提出了本文需要研究的内容。(2)论述了劲性骨架钢管混凝土的力学性能,并详细介绍了其承载力计算理论。简要概述了劲性骨架钢管混凝土拱桥最常用的几种施工方法,并分别说明各个方法的特点及适用情况。(3)结合郑万线某特大劲性骨架钢管混凝土拱桥实例,建立其Midas Civil有限元模型,针对该桥结构特点并结合地形提出了施工方案。利用软件对施工过程进行仿真分析,得到关键施工阶段结构的受力状态以及变形情况,为施工监测提供理论依据。(4)详细分析了在成桥运营阶段主拱圈及拱上主梁的受力情况,分析了不同因素对主拱受力产生的影响。在现有研究基础上单独分析了温度变形及收缩徐变导致墩顶高度的变化,由此产生的支座沉降使得桥梁内力重分布。在有限元软件中利用支座沉降组功能模拟墩顶高度变化,得到主梁内力的变化情况。(5)计算了该劲性骨架钢管混凝土拱桥的前十阶自振特性,并分析了不同钢管壁厚、不同管内混凝土截面直径以及拱肋内倾角对自振特性的影响。然后,采用时程分析法对该桥进行抗震性能分析。为了评估高速铁路列车过桥时的状态,对该桥进行了车-桥耦合动力分析,验证了行车安全性。并分析了在不同车型、不同车速下桥梁的动力反应以及考虑温度效应+收缩徐变效应对车-桥耦合的影响。结果表明温差效应以及混凝土残余变形属于长波轨道不平顺,对桥梁动力响应的影响可以忽略不计。同一种车型随着车速的增加,对桥梁的冲击效应也愈加明显。不同车型由于车辆本身动力学性能有差异,对桥梁的动力影响也不相同,ICE3动车组对桥梁的冲击作用相对较小。