钢管混凝土拱桥作为一种在大、中跨桥梁领域具有一定优势的桥型,在我国有着十分广阔的应用前景。据统计,我国有很多钢管拱桥服役年限已超过30年,在服役期间受到各种不利因素的影响,导致吊杆和拱肋等关键构件发生损伤,严重影响桥梁的安全性能。为了研究钢管拱桥在关键构件损伤后其吊杆索力和系梁挠度的变化规律,掌握桥梁的健康状况,本文拟对钢管拱桥的吊杆和拱肋损伤进行分析研究。以曹妃甸矿石码头某栈桥为研究对象,采用有限元软件Midas Civil建立钢管混凝土拱桥的三维有限元模型,首先研究了拱桥在无损状态时,温度荷载和移动荷载的分别作用对吊杆索力和系梁挠度的影响。然后研究了单根吊杆损伤5%、10%、15%、20%、30%和50%以及双吊杆损伤20%时,恒载和移动荷载的分别作用对吊杆索力和系梁挠度的影响。最后研究了局部拱肋损伤10%、20%、30%、50%和全拱肋损伤5%、10%、15%、20%和30%时,吊杆索力和系梁挠度的变化规律。结果表明,吊杆索力和系梁挠度随温度变化成线性变化。吊杆损伤、拱肋损伤会导致损伤处吊杆索力明显降低,对邻近的几根吊杆索力也有显著的影响,对远处的吊杆索力几乎无影响。吊杆损伤会引起系梁下挠,而拱肋损伤对系梁挠度影响较小。随着损伤程度的增加,吊杆索力减小程度增大,系梁挠度下挠程度也增大。由此规律,可以有效判断损伤吊杆的损伤位置和损伤程度,以及辨别拱肋损伤的大致位置,为掌握钢管拱桥的安全性能提供有效、简便的新方法,并可为钢管拱桥的设计、维修、加固和运营管理提供参考,保证桥梁运行安全。