钢管混凝土拱桥在我国的发展已近30年,作为一种新型桥梁,它桥型美观、结构新颖、施工方便,在桥梁建设领域迅速发展。鉴于钢管混凝土拱桥属于新型桥梁,抗震理论研究刚刚开始,设计体系有待完善,专门的设计规范需要制定。本文在系统介绍拱桥动力学原理和方法的基础上,运用有限元软件ANSYS,对一钢管混凝土拱桥结构进行自振特性分析和地震反应分析,主要进行了以下几个方面的工作:(1)针对一工程实例和构件特点,选择合理的单元类型,建立了合理的有限元模型,对其自振特性进行了分析。下承式钢管混凝土系杆拱桥的模态分析较为复杂,主要有拱肋的面外横向振动、桥梁整体的竖向振动和桥面系扭转振动三种振动型式;该桥梁结构的第一阶振型为拱肋对称面外横向振动,即拱桥面内刚度大于面外刚度。(2)讨论了横撑(数量、位置和形式)布置、拱肋的矢跨比、桥跨结构的宽跨比等主要结构参数的变化对结构自振特性的影响,分析结果表明:a)横撑的存在与否对结构的整体刚度影响很大;增加横撑数量有助于增强拱肋的横向刚度和抗扭刚度;横撑布置相对均匀的结构的主振型对应自振频率较大;合理的横撑形式可以很好地应用于工程实际。b)钢管混凝土拱桥结构的自振频率随结构矢跨比的减小而有提高,表明矢跨比的减小对拱肋面外刚度的提高最为明显。c)在拱肋截面形式和横向联系不变的情况下,宽跨比在一定范围内变化,拱肋和桥面系的扭转刚度随着宽跨比的增大而明显降低。(3)选择并输入调整后的EL-Centro波、天津波和兰州人工波,对拱桥进行两水准双向(横向和竖向)的地震反应分析。结果表明频谱特性对结构的横向位移影响很大,拱肋的最大内力均在拱脚附近出现,拱脚处截面为控制截面,拱肋的横向位移随着地震加速度的增加近似成线性变化。