钢管混凝土拱桥是我国目前桥梁建设的热点，在我国具有广泛的应用前景。本文在大量收集和参阅国内外已有研究资料的基础上，基于虚功原理推导了结构分析中使用的空间梁单元刚度矩阵，给出了计入结构几何和材料非线性后平衡方程的表达式。结合目前国内外钢管混凝土拱桥稳定理论的研究现状，概述了考虑几何、材料双重非线性的极限承载力基本理论，并较为详细地阐述了二种较为典型的钢管混凝土拱桥极限承载力理论：钢管混凝土统一理论、纤维单元模型理论。统一理论是用轴压本构关系代替偏压本构关系的半经验半理论公式，其有待完善；后一种理论则相对成熟，工程实例分析时可资借鉴。 本文在前人对钢管混凝土组合材料进行大量试验所得纤维单元模型理论的基础上，提出一种适合钢管混凝土拱极限承载力模拟的物理模型，该物理模型为多线性随动强化模型，它考虑了钢管对核心混凝土的紧箍力作用的效应，能够反映拱的真实受力情况。利用该物理模型进行结构极限承载力模拟，结果表明与试验结果吻合良好。 在此物理模型的基础上，通过对一跨径120m的下承式钢管混凝土拱桥非线性受力全过程分析，揭示了横撑布置形式、拱肋材料强度、含钢率、混凝土填充系数对这种拱肋截面为三管的钢管混凝土拱桥的极限承载力及稳定的影响规律，这对这类钢管混凝土拱桥的优化设计、材料选用等实际工作带来有益的参考。