拱桥在中国有着悠久的历史。由于其结构形式多样、造型美观、刚度较大等特点,长期以来是中国主要桥型之一,即使在桥型选择日益丰富的近30年大建设时期,拱桥在中国仍有大量的修建,并在设计、施工等方面取得了举世瞩目的成绩。然而,在桥梁服役期间,许多钢拱桥已出现了病害,钢材锈蚀已然严重威胁桥梁的耐久性,对其腐蚀后剩余承载力的研究应该引起足够的重视。本文基于钢拱桥的腐蚀病害,开展了以下研究工作:(1)为了探讨腐蚀对钢管拱肋极限承载力的影响,设计了4根圆钢管拱肋模型,采用钢管局部环向壁厚变薄的方式模拟局部腐蚀,利用面内五点对称加载方式进行承载力试验,量测加载全过程的荷载、位移及应变数据,并对试验结果进行了对比分析。试验结果表明,当腐蚀面积和腐蚀深度相同时,吊杆—拱肋连接处腐蚀相比拱顶处的腐蚀,吊杆—拱肋连接处的腐蚀对整体承载力的影响更大,吊杆与拱肋连接处腐蚀的极限承载力相比拱顶处的腐蚀的极限承载力下降约8%;未腐蚀的钢管拱肋的极限承载力相比有局部腐蚀的钢管拱肋的极限承载力低,其钢管实际壁厚与钢管设计壁厚存在较大误差对该极限承载力的试验结果影响较大。(2)在试验研究的基础上,利用有限元软件ABAQUS建立试验构件的三维有限元模型,对试验构件进行数值模拟分析。该有限元模拟分析考虑了几何、材料双重非线性对试验钢管拱肋承载能力的影响。将有限元计算结果与试验结果进行了对比分析,验证有限元模拟计算的正确性、合理性,并分析两者存在误差的原因,为后续试验研究及有限元计算提供借鉴。基于有限元计算结果,对钢管拱肋试件的荷载—变形关系进行了分析,深入研究了腐蚀后的钢管拱肋在受力过程中的应力—应变分布及其变化规律。(3)在前述研究的基础上,利用有限元软件ABAQUS建立不同腐蚀工况的钢管拱肋模型,对其进行了非线性分析。在局部腐蚀情况下,研究了腐蚀部位、腐蚀面积、腐蚀深度等参数对钢管拱肋在面内半跨荷载下极限承载力的影响规律。