石拱桥是一种古老的桥梁形式,在我国已有近二千年的历史。迄今,其中绝大部分已经拆毁。以往,对现存石拱桥的研究着重历史性和艺术性的研究,而对其受力机理的分析研究较少。本文从对文献的归纳总结中,探讨了我国古代石拱桥的起源、发展历程、结构分类与特点,以及传统的基于线弹性理论的实用计算方法。以此为基础,本文考虑了石材与土壤和填料的非线性相互作用(接触),及拱圈、拱墙和拱背填料等各个部分的空间协同作用。假定拱圈、拱墙和拱背填料之间存在着接触应力,接触应力由接触压力和摩擦剪切应力组成,而接触位移由接触张开距离和相对切向两部分度量。结合同类石拱桥现场实验的成果,通过设置不同材料的界面空间接触单元,建立了单跨石拱桥的整体分析模型。以重庆地区清·陆安桥为例,对石拱桥力学性能进行了非线性有限元分析,探讨基于空间协同作用原理的石拱桥的受力机理。分析表明,拱墙和拱背填料对于石拱桥结构的侧向稳定、集中荷载的分散传递等均有重要的作用。以石拱桥的受力性能为基础,探讨了石拱桥的结构病害及其成因,并归纳总结了常用的结构加固方法。