随着我国大中型城市桥梁的快速发展,下承式提篮系杆拱桥作为无推力梁拱式组合体系桥在桥面高程严格限制、桥下净空要求较高且跨径在60～200m时具有绝对优势。该桥型在现代城市支线内河桥梁中得到了广泛的应用和发展,具有对地基适应能力强、较大的跨越能力、外形独特美观的特点。随着跨径的增大与结构形式的复杂化,深入研究其结构力学特性具有十分重要的现实意义。基于国内外科研成果,以长沙市圭塘河84m下承式提篮系杆拱桥为工程背景展开研究,取得了以下研究成果:(1)运用Midas/Civil有限元分析软件建立圭塘河大桥有限元计算模型,研究此类桥型的建模方法,包括节点单元的建立,材料的选取,荷载施加以及施工阶段的模拟等;研究该桥在承载能力极限作用和正常使用极限作用效应下的静力特性;并完成了静载试验验证。(2)通过有限元数值解析的方法,系统的研究下承式提篮系杆拱桥体系的结构静力特性随结构设计参数:矢跨比、拱肋与系梁刚度比、不同吊杆布置形式的影响规律,得到随结构设计参数变化各构件控制截面内力大小及内力分布变化规律,并提出了各结构设计参数的合理取值范围。(3)总结和阐述桥梁的两类稳定理论,以及结构稳定性的分析方法,研究了在不同荷载组合作用下圭塘河大桥的成桥稳定性系数和失稳模态;详细研究了结构设计参数,如横撑形式、矢跨比、拱肋刚度、拱肋内倾角度、吊杆布置形式等对结构整体稳定性的影响规律,为同类型工程的设计与施工提供借鉴。(4)通过对影响结构成桥状态的构件材料特性进行参数敏感性研究:对结构容重、刚度以及环境温度等敏感性参数进行预估偏差,找到了影响下承式提篮系杆拱桥成桥状态的构件主要材料特性参数,这样可以从施工角度严格控制工程质量,以保证成桥内力与线形达到设计要求。