带横撑的组拼拱是大跨度桥梁与建筑结构中常用的一种结构形式,由于横撑的约束作用,使得组拼双拱结构的稳定性能与单肋拱有很大区别,其侧倾临界荷载与横撑的刚度和布置方式密切相关。为研究横撑对圆弧组拼双拱平面外稳定性能的影响,并建立其平面外弹塑性稳定设计计算公式,本文采用试验研究与有限元数值模拟的方法对均布径向荷载作用下的圆弧组拼双拱的平面外稳定性能进行了深入系统的研究,具体的研究工作如下:(1)设计了6组不同横撑主拱刚度比的圆弧组拼拱模型,并设计了特定的五点径向加载装置,对试验模型进行平面外弹塑性稳定加载试验。在试验加载过程中,实测了试验模型的平面内(外)荷载-位移曲线、主拱及横撑各关键截面的荷载-应变曲线。根据试验结果,系统研究了横撑与主拱刚度比对组拼拱模型平面外稳定性能的影响规律,结果表明:组拼拱的平面外稳定承载力随着横撑与主拱截面的刚度比增大而增强,且当达到极限荷载时,拱脚与拱顶处的截面应变最大,为结构最先发生弹塑性破坏的位置。(2)考虑试验模型几何初始缺陷与材料非线性的影响,利用有限元软件ANSYS对各组试验进行了有限元数值模拟,并将计算得到的组拼拱的平面内(外)荷载-位移曲线、各测试截面的荷载-应变曲线与试验的实测结果进行了对比分析,结果表明,有限元数值计算的各项结果与试验实测结果吻合良好,就试件的极限承载力而言,两者的平均误差仅为3.6%,这就验证了本文所建立的有限元数值模型的正确性。(3)采用有限元软件对1000多组不同横撑影响因素的组拼拱模型进行参数分析,综合考虑主拱肋几何初始缺陷、矢跨比与长细比等影响因素,研究了横撑与主拱刚度比、横撑数量、桥门高度、横撑长度等因素对圆弧组拼拱的平面外稳定性能的影响规律。结果表明,横撑与主拱刚度比和桥门高度对组拼拱平面外稳定性的影响程度较大,其次为横撑数量与横撑长度。(4)根据参数化分析的结果,综合考虑横撑各影响因素的情况,参考德国钢结构规范中组拼拱的弹塑性稳定承载力设计公式,拟合得到了考虑横撑影响因素的屈曲长度因子与桥门高度比系数的计算公式,继而提出了考虑横撑影响的圆弧组拼拱平面外承载力计算方法。