钢管混凝土拱桥具有承载能力高、施工速度快、跨越能力强、地基适应能力强、结构造型美观的特点。关口大桥属镇雄至果珠火车站至大湾公路的新建公路工程范畴,该桥初步设计拟定为上承式钢管混凝土拱桥。为了配合项目设计和科研要求,本文以钢管混凝土拱桥计算理论和结构设计选型要求为根据,初步拟定了该桥的结构设计参数,建立初始结构有限元模型。以初始结构设计为基准,对关口大桥的合理结构设计参数、内灌混凝土施工顺序、施工和运营阶段的静力特性、裸拱及成桥的动力特性和成桥稳定性进行分析研究,主要完成以下工作:1.总结了钢管混凝土拱桥的设计理论、结构选型原理和数值模拟方法。2.以初始结构模型为基准,从拱轴系数、拱肋梁高、拱肋上下弦钢管壁厚、横联布置、立柱布置五方面对结构进行有限元合理参数化分析,明确结构设计存在的相关问题,为最终结构设计参数的改进和优化奠定基础。3.研究确定关口大桥管内灌注混凝土工法,并分析管内灌注顺序对拱肋钢管应力、拱圈变形和桥梁整体稳定性的影响,得出合理管内砼灌注工序。4.基于相关合理结构参数和灌注工序分析结果,对初始结构参数进行调整,重新确定结构参数,建立关口大桥有限元模型。对关口大桥进行施工阶段和运营阶段的静力分析,并使用极限状态法和容许应力法对结构合理性进行判定。5.文中对关口大桥进行动力和稳定性进行分析。裸拱动力特性和成桥阶段动力特性研究得出了施工阶段和成桥阶段结构的振动形式;结构进行反应谱抗震分析,判定了桥梁各构件均处于弹性工作状态;结构进行施工阶段和成桥阶段弹性稳定性分析,得出相应失稳模态和失稳形式,并分析了加载方式、初始几何缺陷和横向力对稳定性的影响。