钢管混凝土拱桥由于承载力高、跨越能力强、抗震性能好、施工方便等优点,在桥梁建设中取得了广泛的应用,但对其理论分析,特别是其动力性能方面的研究不足。本文首先对拱桥的关键构件之一拱肋建立其空间曲梁单元模型,考虑其位移与变形的几何关系,提出合理的曲梁单元位移模式,并推导了其刚度矩阵和质量矩阵。随后,针对钢管混凝土拱桥的结构特点,构造了一种新型组合单元,一个组合单元内包含吊杆、横梁、拱肋(曲梁)等不同类型的构件,采用能量法和曾庆元院士提出的形成矩阵的“对号入座”法则,推导了该组合单元的刚度矩阵和质量矩阵,自编了相应的程序。最后,以一实际的江西吉安钢管混凝土拱桥为例,进行了动力特性计算,并与通用有限元分析软件Ansys结果和现场环境振动试验结果进行了比较和验证,结果吻合良好。分析结果表明,采用组合单元法对钢管混凝土拱桥进行动力特性分析,可以大大减少单元数目,且便于从整体上把握结构特性。采用组合单元法对钢管混凝土拱桥进行动力特性分析,是一种高效精确的计算方法,可以在此基础上进一步对钢管混凝土拱桥做车辆、地震、风荷载下的动力响应分析。