钢管混凝土拱桥因其受力性能突出、自架设性能好以及优美的桥梁造型,在50-500m跨径之间具有很强的竞争力和广阔的应用前景,截至2008年底,我国共建成了300余座。但由于对钢管混凝土拱桥缺乏系统深入的研究,同时没有专门的钢管混凝土拱桥设计、施工及养护规范,严重制约了钢管混凝土拱桥的进一步发展。本文结合交通部西部交通建设科技项目“钢管混凝土拱桥设计、施工与养护关键技术研究”,对钢管混凝土拱桥极限承载力、正常使用极限状态和徐变等方面的设计理论和设计方法进行了研究和探讨,具体内容如下：首先,开展了钢管混凝土哑铃型轴压构件、偏压构件、受弯构件与钢管混凝土桁式构件偏压构件、桁式梁承载力的受力性能试验研究,在此基础上提出了钢管混凝土哑铃型和桁式构件极限承载力的设计方法。结果表明,提出的修正格构式截面法与实际受力情况相符,由此算出的抗弯承载力比试验值略低,误差保持10%以内,在工程上应用偏于安全。然后,针对单圆管、哑铃型以及桁式三种拱肋截面的钢管混凝土拱桥典型桥型,以实桥静载测试与有限元模型为基础,对钢管混凝土拱桥刚度取值和变形限值问题的进行了研究,并提出了钢管混凝土拱桥刚度取值和变形限值的设计建议。钢管拱结构进行强度及内力验算和进行挠度及稳定验算时,对拱肋截面的刚度取值不同。拱肋刚度的取值对结构整体动力特性影响很小。并建议了以振动频率和振动加速度的有效值替代挠度限值作为评价舒适性指标。最后,通过钢管混凝土构件长期的室内徐变试验和钢管混凝土桁架节段模型徐变试验研究,得到了钢管混凝土拱桥徐变的一些基本规律,推导出了钢管混凝土徐变的计算公式,编制了钢管混凝土拱桥徐变计算的程序。通过试验与计算对比分析,建议采用《规范-2004》的混凝土徐变系数预测钢管混凝土徐变比较合适。