拱桥具有受力合理、造型美观等独特优势,近年来得到迅速发展。但是,在已建拱桥的运营中逐渐出现一些问题,特别是在中、下承式拱桥中作为重要传力构件的吊杆腐蚀和破损问题日益突出。吊杆是中、下承式拱桥中连接拱肋与桥道系的一种必备的构件,吊杆的作用在于将桥道系上的恒载和活载传递给拱肋。现阶段由于吊杆失效造成的桥梁损坏事故时有发生,而拱桥吊杆在设计、施工、维护、健康诊断、修复拆换、以及剩余寿命预测等各方面的规定不是非常明确。为此,本课题在参考和总结已有研究成果的基础上,结合深圳市北站大桥的设计实例,对吊杆的载荷行为及其破损安全性能进行分析和比较。本课题研究的目的在于为今后拱桥吊杆的安全设计提供理论依据。一方面,研究如何通过结构以及构造措施,延长吊杆的使用寿命,使吊杆的服役年限尽量能够接近桥梁的设计年限;另一方面,通过结构体系的优化或添加结构安全系统,确保拱桥吊杆在突然破断时,其冲击作用不至于对剩余结构造成无法挽救的破坏,即结构仍存在最低的安全性。本文的研究内容主要包括以下几个方面:首先,采用MIDAS软件,以北站大桥为背景建立模型,对不同吊杆布置形式的拱桥在恒载、车载作用下的静、动力响应进行了分析和对比。总结了吊杆布置形式对全桥力学性能的影响。更为重要的是针对吊杆的安全情况,得出了不同吊杆布置形式的优缺点。接着,采用ABAQUS软件对北站大桥进行破损安全的分析,研究平行双吊杆体系和斜交叉吊杆体系对拱桥破损安全性能的影响。通过动力计算吊杆因腐蚀、疲劳等原因骤断时对桥梁剩余结构的冲击效应,并分析对比两种吊杆形式的安全储备能力。最后,基于“破损安全”原则,对设置了破损安全拉索系统的拱桥进行建模计算,分析该系统提高拱桥安全储备的能力。本文中得到的结论为拱桥设计人员在吊杆布置、防护以及破损安全设计方面提供了一定的参考价值。