异型梁拱组合桥通过拱、梁以及吊杆等结构构件异型化,使其力学特性具有很强特异性,整体结构以及结构构件的力学特性规律不易把握,且不同类型结构之间力学规律不能直接相互借鉴。结构的静力特性、作为桥梁设计和结构动力特性重要参数和指标的结构自振特性,以及拱结构稳定性能等,都是异型梁拱组合体系桥梁设计与建造的主要关注点。漯河市新区牡丹江路沙河大桥主桥为异型钢拱肋PC梁拱组合体系,拱轴线由多条椭圆曲线拼接形成钢箱拱肋空间交汇、交叉的异型构造,造型新颖,外观亮丽。然而,拱肋特殊的造型使结构具有明显空间受力体系特点,结构的力学特性规律与常规梁拱组合体系桥梁有较大差异。鉴于此,本文以沙河大桥主桥为工程背景,运用有限元软件Midas/Civil建立主桥结构有限元模型,针对异型钢拱肋PC梁拱组合桥结构静、动力特性以及稳定性开展分析,并以原设计为基准,进一步研究结构参数对结构静、动力特性以及稳定性的影响。主要研究内容和结论如下:(1)归纳总结梁拱组合桥以及异型梁拱组合桥结构特点,综述梁拱组合桥结构的国内外力学特性研究现状;在此基础上,明确本文研究内容和方法。(2)以沙河大桥主桥工程为依托,根据结构设计特点,运用有限元软件Midas/Civil建立主桥结构空间梁单元有限元模型。依据梁拱刚度比以及弯矩分担比例,进行结构体系界定与分析;考虑到主桥采用支架施工,按照一次落架分析成桥阶段结构变形、受力特点;根据相关规范,对结构成桥状态进行验算。分析显示:结构属于刚拱刚梁体系,梁拱弯矩分配与梁和拱的刚度匹配相关,主要构件受力、变形满足规范要求。(3)在一次成桥分析基础上,结合成桥阶段结构构件受力、变形特点,选取长拱钢板厚度、长拱钢拱肋刚度、立拱钢拱肋刚度、吊杆张拉力、主梁自重等主要结构参数,针对主桥结构静力力学特性,分析结构参数对结构静力特性影响。分析表明:除立拱钢拱肋刚度外,主桥静力力学特性对其它结构参数敏感;适当增大长拱钢板厚度,拱肋轴力增大可发挥拱肋受压特点,拱肋刚度增大使得梁拱下挠减小。(4)为进一步了解结构力学特性,在结构静力特性分析基础上,分析异型钢拱肋PC梁拱组合桥结构动力特性,以自振特性为结构动力特性分析指标,研究长拱钢板厚度、梁拱刚度、横撑设置结构参数,对结构自振特性的参数敏感性。结果显示:结构主振型为主梁纵飘+梁拱反对称竖弯,结构面外刚度大于面内刚度,这说明PC主梁横向刚度较大,使得组合结构整体振动模态与普通的梁结构振动相似。结构面内振动频率主要与主梁刚度相关;对于主拱以及横撑而言,长拱钢板厚度以及长拱钢拱肋刚度对结构面外振动影响相对较大。(5)针对梁拱组合桥结构稳定性,根据结构线弹性屈曲理论,通过Midas/Civil空间梁单元有限元模型进行稳定分析。考虑结构自重、吊杆张拉力、预应力、二期恒载,计算原结构的稳定安全系数及失稳模态;在此基础上,选择长拱钢板厚度、长拱以及立拱钢拱肋刚度、横撑设置结构参数,探讨这些参数对结构稳定性影响。结果表明:结构整体稳定性能满足规范要求,一阶失稳模态为拱肋面外反对称横向失稳;结构稳定性对长拱钢拱肋刚度最敏感,长拱钢拱肋刚度增大时,结构稳定安全系数显著提高。