本文以湖南省益阳茅草街大桥为工程背景，结合茅草街大桥主拱圈钢管混凝土拱肋拱顶1：5节段模型极限承载力试验，对钢管混凝土拱桥考虑几何及材料非线性的平面极限承载力和考虑材料非线性的空间极限承载力进行了研究，主要作了以下工作：1、 介绍了平面几何非线性的常用计算方法，然后从考虑工程实际出发，利用几何刚度矩阵来考虑初内力的影响，采用流动坐标来考虑大位移的影响，计算几何非线性对钢管混凝土拱极限承载力的影响，计算结果表明，单纯的几何非线性对钢管混凝土拱极限承载力的影响不大。2、 从考虑钢管与混凝土相互作用共同受力出发，将钢管对核心混凝土的套箍作用体现在以一维形式表达的核心混凝土的应力-应变关系曲线之中，采用在单元内设小元的方法(该方法相当于子结构法)来比较准确地体现结构中刚度沿杆长的变化，编制了能考虑几何及材料非线性的平面极限承载力计算程序和考虑材料非线性的空间极限承载力计算程序，在该程序中，计算模型完全是基于小元层次进行的，比如单元刚度矩阵由小元刚度矩阵凝聚而成，单元节点的残余力由小元节点的残余力构成，因此，如将结构分成NELEM个单元，而每个单元又分成ND个小元，在不计结构几何因素影响的情况下，其进行非线性计算结果的精度与将结构分成NELEM×ND个单元是完全一致的，利用该程序对已有试验进行计算，计算结果与试验结果较为吻合，在此基础上，通过改变一些参数，如套箍系数、混凝土强度等来分析其对钢管混凝土拱桥极限承载力的影响，得出了一些有一定意义的结论，给实际工程提供参考。3、 结合茅草街大桥主拱圈钢管混凝土拱肋拱顶1：5节段模型极限承载力试验，首先分析了由于核心混凝土徐变(历时两年)而造成的钢管与混凝土之间的应力重分布，在此基础上进行了考虑初应力与不考虑初应力的钢管混凝土极限承载力的计算并进行了比较，计算结果表明：初应力将在一定程度上降低钢管混凝土拱的极限承载力。4、 综合以上分析结果，提出有待进一步研究解决的问题。