屈曲失稳是钢箱拱桥静力失效形式之一,地震作用下钢箱拱桥结构的损伤破坏是其动力失效形式之一。迄今为止,许多学者对钢拱桥的静、动力失效机理研究主要通过杆系有限元模型,利用弯矩-曲率模型或者纤维模型的弹塑性大变形理论计算研究结构的破坏形式,它们都忽略了钢板局部屈曲对计算结果的影响。但是,箱形钢拱肋截面由较薄的钢板组成,钢板的局部屈曲及部分构件的连锁失效是引起钢桥失效的主要原因,由于杆系结构理论不能考虑钢板局部失稳的影响,因此,决定这种方法无法精确模拟结构的失效过程。为了丰富钢箱拱桥在失效机理研究方面的研究成果,本文利用三维精细板壳模型计算分析钢箱拱桥的失效机理。我国桥梁设计规范关于钢箱拱桥的设计方法又尚未完全建立。为了更深入地研究钢箱拱桥的失效机理,提出有益的设计建议,基于上述目的,本文主要做了以下工作：(1)对某座下承非对称外倾式钢箱拱桥的设计方案进行失稳机理研究,利用ABAQUS分别建立精细的三维全桥板壳模型(主要由板壳单元构成)和纤维模型(主要由纤维单元构成),进行弹塑性大变形稳定性能分析,板壳模型考虑了局部钢板屈曲、吊杆屈服对整体失稳的影响,认为局部屈曲对该桥整体失稳影响较小,而吊杆全部进入屈服状态对该桥整体失稳起控制作用。用改变钢箱拱肋表面钢板厚度的方法,探讨了整体失稳极限荷载及局部失效的关系,在钢板厚度减小10mm后,拱肋顶部钢板局部屈曲可导致拱桥整体失稳。对比了两个模型的稳定性能,验证了纤维模型在稳定性能计算结果方面的准确性。(2)随着轴压比增大,钢箱节段结构的极限压应变近似于线性下降,局部屈曲变形会随着减小,结构刚度退化明显,承载能力降低。在水平单调荷载作用下,纤维模型与板壳模型的计算结果存在较大差异,但是纤维模型在轴力较大(N/Ny=0.4)时,损伤区域的最大压应变与板壳模型的平均极限压应变比较接近。在反复渐增荷载作用下,滞回曲线形状一致且对称,局部屈曲变形相似,但滞回曲线围成的面积有较大差别。(3)对某座大跨度上承式钢箱拱桥的设计方案进行地震失效机理的研究,利用ABAQUS建立精细的三维全桥板壳模型进行非线性地震时程响应分析,考虑了局部钢板损伤对整体失效的影响,并与纤维模型的计算结果进行对比。立柱与拱肋在罕遇地震作用下会产生较大的轴力变化,这会对立柱和拱肋的损伤产生较大影响。对比结构在两条不同地震动作用下,利用损伤区域的平均极限应变的方法分析了板壳模型与纤维模型之间的差别,验证了该方法的可行性,但其精度尚需进一步提高。