近三十年来钢管混凝土拱桥在我国迅速应用和发展,在地震区已建成了超过百座钢管混凝土拱桥。其中采用哑铃形截面拱肋的钢管混凝土拱桥占比超过40%。目前关于哑铃形截面拱肋的静力极限承载力计算与稳定性分析的研究较多,而针对其弹塑性抗震性能的研究较少。本文选取哑铃形钢管混凝土作为研究对象,采用数值模拟方法研究其滞回性能,建立了哑铃形钢管混凝土截面恢复力模型,并将此恢复力模型应用于某实际哑铃形钢管混凝土拱桥的纵向抗震分析。首先,介绍了钢管混凝土构件有限元模型建模的材料参数选择、接触和约束条件设置、单元选择等关键问题。分析计算了前人文献中单圆管和哑铃形截面钢管混凝土构件的压弯单调和反复加载模型试验,以及哑铃形截面钢管混凝土拱肋的静载模型试验,数值计算结果与各模型试验的实测结果吻合良好,表明建立的计算模型可较好地模拟钢管混凝土构件在单调与循环荷载作用下的力学行为。其次,使用均匀设计方法,针对哑铃形钢管混凝土面内受力特性影响较大的截面含钢率、截面宽高比、混凝土立方体抗压强度、钢材屈服强度、轴压比五个关键参数,构建了16组哑铃型截面钢管混凝土压弯构件。采用已经验证的有限元模型分析哑铃形钢管混凝土构件在面内压弯滞回过程中的受力全过程,得到了其面内弯矩-曲率滞回曲线。然后,采用SPSS软件回归得出了哑铃型钢管混凝土构件压弯受力的恢复力模型,该恢复力模型与有限元计算结果吻合良好。另外,将所得到的恢复力模型骨架曲线和文献中已有的哑铃形截面钢管混凝土压弯试验结果进行了对比,恢复力模型与试验结果吻合良好,验证了恢复力模型的准确性。最后,使用Midas Civil建立了某下承式哑铃形钢管混凝土系杆拱桥的杆系有限元模型,采用建立的恢复力模型对其进行了模态推覆分析。通过能力谱法得到该桥的地震需求,并将推覆分析结果与时程分析的结果进行对比,两者结果吻合较好。