目前钢拱结构已有比较系统的稳定设计方法,但增加拉索后的索拱结构的优化选型及稳定承载力计算方法仍不成熟,使得设计中依据不足。本文对圆弧形索拱结构开展研究,通过大量参数分析进行横向比较得到优化索型;系统分析了车辐拱结构的平面内及平面外弹塑性稳定性能,提出了实用的稳定设计方法。首先,进行了索拱结构的选型研究。针对斜拉拱、车辐拱这两种常用的结构形式,采用有限元法进行大挠度弹塑性稳定分析,考虑长细比、矢跨比、拉索数目、拉索面积的影响,以极限承载力、结构刚度及拉索受力为主要衡量标准进行横向比选,证明了车辐拱是各个工况下的最优结构形式,为后续研究奠定基础。接下来对车辐拱进行面内弹塑性稳定性能研究。分析了预应力对其面内稳定性能的影响;进行了系统的参数分析,充分考虑拉索数量、拉索面积以及矢跨比等参数对极限承载力的影响,提出优化的参数取值范围。在此基础上,采用响应面法进行参数拟合,得出了便于设计使用的车辐拱面内弹塑性稳定承载力的实用计算公式。最后,研究了车辐拱的面外弹塑性稳定。从屈曲路径、内力及变形两个方面总结了无面外支撑车辐拱的面外弹塑性稳定性能,掌握各参数对面外稳定承载力的影响规律。对设有面外支撑的车辐拱进行弹塑性稳定性能研究,揭示了不同支撑条件下的屈曲特性和支撑门槛刚度的变化规律。最后,建立多榀车辐拱系,研究了系杆根数、车辐拱榀数对稳定承载力的影响,提出了实用的设计建议。