近几十年我国交通建设事业发展十分迅速,已经建立起了一个十分庞大的公路网络,交通运输已经成为了我国经济的命脉。然而我国是个多山的国家,国土总面积三分之二是山地丘陵,山区沿河公路占比很大。公路沿线洪水、泥石流灾情严重,容易导致公路水毁灾害,每年出现路基缺口8000个以上,导致了大量公路交通滞留和经济损失。本文以沿河公路水毁导致的路基缺失为对象,研究一种交通应急通行措施——自承载战备桥梁,利用拱桥线型理论、结构力学、材料力学、结构有限元、弹性理论等知识,分析其在自重和车辆荷载作用下内力分布以及极限承载力,并通过设计数值模拟试验对其结构进行进一步优化,为沿河公路路基缺失提供了一种切实有效的交通应急通行方法。取得主要成果如下:(1)利用桥梁工程相关理论,对自承载战备桥梁进行结构设计,得到了一种受力合理的结构体系,优化了主拱圈连接方式,设计了一种可调节拱脚底座。(2)基于拱桥线型理论,考虑小跨径拱桥的线型对结构受力影响较小,以及应急装配的应急性质,选择圆弧线作为拱轴线线型。(3)运用结构力学相关理论,得出了拱桥的内力计算方法,考虑最不利荷载工况验证了结构的强度和稳定性。根据工程实例对自承载战备桥梁进行了承载力验算,计算结果表示结构稳定可靠。(4)利用ANSYS有限元分析,验算了基于结构初拟尺寸的结构内力和稳定性。并设计多组工况进行数值模拟试验,对结构的力学性能进行优化,得到了拉索预应力与拱脚位移的关系曲线;验证了竖向拉索对结构的影响;通过改变主拱圈钢管截面尺寸,设置多组工况,得出了主拱圈内径的最低要求,优化了截面尺寸。