1.受力及稳定性分析
根据整体有限元模型，不施加横向撞击力进行受力分析。结果表明：主拱最大轴力为23 400 kN，撞击处钢管轴向名义应力为 109.5 MPa，一阶横向屈曲系数为1.95，屈曲荷载为45 630 kN，是相应理论值（95 000 kN）的一半，如图13.4和13.5所示。在实际撞击位置施加横向力，进行材料非线性分析，横向位移与横向力关系曲线如图13.6所示。
由图 13.6 可见，横向船撞力为 3 380 kN时，整体横向位移不大，为 0.25 m。船撞力增加时，横向位移急剧增大，说明实桥结构整体横向刚度不足，对侧向撞击很敏感。船撞力增加到 8 000 kN 时，横向位移开始急剧增大，而承载力不增加，此时主拱撞击位置处产生塑性铰，桥梁结构丧失承载能力，发生强度破坏，因此，船撞力对整体结构受力影响很大。而且双主拱桥如果其中之一主拱失效，全桥即发生倾覆，整体结构缺乏冗余度，造成结构完全垮塌。
图13.4 一阶横向失稳模态
图13.5 主拱轴力（单位：kN）
图13.6 横向位移与船撞力关系曲线
2.关键影响参数分析(www.xing528.com)
主要影响拱桥稳定的是结构本身抗力和外加作用力，因此需要从结构参数和船撞力两方面进行参数研究。
（1）关键结构参数。
基于原桥主拱截面，对拱桥结构参数的影响进行分析，如宽跨比、横撑数量及刚度、矢跨比和拱上建筑等。结果表明：影响拱桥整体横向稳定性的关键结构因素为宽跨比和拱上建筑，如图13.7所示。
图13.7 关键结构参数对整体稳定性的影响
根据式（13.2），宽跨比（桥梁宽度与计算跨度之比）对横向刚度影响很大，图13.7表明：如果原桥宽跨比增加一倍，稳定性也将增加一倍，大幅度降低了船桅撞击下因横向失稳而垮塌的风险。我国铁路桥梁规范[15]规定拱桥肋拱两外肋中心线之间的最小距离不宜小于计算跨度的 1/20。当宽跨比大于 1/20时，主拱横向稳定性就能得到保证，而阿摩尔桥宽跨比（1/32）远小于 1/20，横向稳定性不足，容易横向失稳。由于拱上建筑为立柱和简支梁，对主拱的影响以荷载为主，故以均布线荷载考虑是偏于保守的，表明拱上建筑对主拱的横向稳定影响较大。
（2）船撞力。
船撞击力作用主拱产生横向位移，导致P-Δ效应，影响拱桥稳定性能。参数分析表明：船撞击位置影响较小，船撞击力大小是关键因素。冲击力越大，横向位移越大，稳定性越低，如图 13.8 所示。在拱桥结构本身整体稳定性不足情况下，船撞击力使拱桥稳定性急剧降低，很容易失稳。
图13.8 船撞力对整体稳定性的影响
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