单肋斜撑钢管混凝土拱桥是近年来出现的一种新型桥梁,它桥型美观大方、结构新颖、施工简单快捷,在桥梁建设领域具有较大发展空间。广梧高速双凤至平台段是交通部和广东省联合示范工程,考虑到在满足高速公路总体布设的情况下,要做到上跨桥的平、纵、横与下穿的高速公路线型协调一致,平顺流畅、美观、安全、经济,并充分注重景观设计,设计单位在K111+495跨线桥设计中采用了这一新颖桥梁结构形式。钢管混凝土拱桥由于材料强度的提高,施工及成桥后的稳定问题突出,而且由于拱跨的增大,桥梁结构及构件变得越来越轻柔,其动力特性也显得日益突出,如何在现有的经济及技术条件下,合理解决拱桥的稳定性及动力特性问题,成为制约该桥型进一步发展的关键因素。本文在系统介绍拱桥稳定性计算理论和动力有限元理论基础上,运用有限元软件ANSYS,以广梧高速双凤至平台段K111+495跨线桥作为工程实例,对其稳定性及动力特性进行了分析,主要进行了以下几个方面的工作:(1)考虑几何、材料双重非线性影响,采用钢管混凝土统一理论本构关系,对其施工阶段稳定性进行了分析,结果表明:考虑几何非线性,各工况稳定安全系数较线弹性稳定安全系数降低10%左右,考虑几何、材料双重非线性,各工况稳定安全系数较线弹性稳定安全系数降低60%左右。(2)考虑钢管混凝土拱桥成桥运营阶段可能的不利工况,采用线弹性屈曲方法,对其成桥状态稳定性进行分析,结果表明:该桥在成桥状态下各工况前十阶失稳模态基本相同,结构第一阶失稳特征为拱肋面外对称屈曲,桥面系扭转,说明结构的横向刚度弱于纵向刚度,容易发生面外失稳。(3)采用空间迭代法分析计算该桥前十阶自振频率、振型,结果表明:该桥拱肋的面外刚度相对较小,在桥梁振动中首先出现拱肋的面外振动,桥梁前10阶振型中有4阶为拱肋的面外振动,拱肋面外自振基频明显小于全桥竖向自振基频,表明桥梁面内外刚度相差较大,桥梁的整体竖向刚度比拱肋的横向刚度大。(4)探讨了横撑布置、传力构件、拱肋刚度、矢跨比、宽跨比对该桥动力特性的影响,结果表明:横撑对提高该桥的横向整体刚度有一定的贡献,同时也能够防止过早出现拱肋的局部横向失稳的情况;改变该桥拱肋抗压刚度对于各阶振型频率计算的影响极小,而改变抗弯刚度则对各阶振型频率的计算有一定的影响;矢跨比对钢管混凝土拱桥的自振特性影响十分显著;宽跨比仅对桥面系的面外刚度有较大影响,桥面系的面外刚度随着宽跨比的增大而降低。