拱桥具有跨越能力大、承载能力高、可就地取材、造价经济、养护维修费用少、造型美观等特有的技术优势,在国内得到了广泛的采用。由于自然环境的影响和人为因素,这些运营几十年甚至上百年的拱桥结构,普遍出现各种病害,严重削弱了桥梁的承载能力。研究这些病害对拱桥承载力的影响程度,以及如何评估既有拱桥承载力的问题变得非常突出。本文以湖南省十余座拱桥的评估为依托,围绕既有病害和材料性能退化对拱桥承载力的影响来展开研究,主要完成了以下工作:(1)介绍了既有拱桥目前普遍存在的一些主要病害及其成因;总结了当前桥梁承载力评定的主要方法及其优缺点。(2)对湖南省境内的13座拱桥进行了现场调查和病害成因分析,初步作了结构安全性评估,并提出了相应的维修加固或其它的处理方案。(3)采用空间有限单元法,研究了既有拱桥在各病害状态下的整体性问题。计算了拱顶处的拱肋在各病害下的横向分布影响线,总结其横向分布影响线的变化规律,提出了既有拱桥整体性评估方法。分析表明,本文方法的评估计算结果能很好的反映各病害对结构的影响,特别是主拱圈的整体性影响。(4)根据镇头桥的现场调查结果,建立镇头桥的非线性有限元实体模型,分析其极限承载力。研究结果表明,考虑材料非线性后,拱顶挠度更接近试验值,而弹性计算结果偏小;左半跨加载工况下结构的极限承载力明显低于拱顶对称加载工况;结构由于形成四铰机构而破坏。(5)总结了钢筋混凝土结构材料性能退化对结构的影响,推导了因钢筋锈蚀而导致压弯杆件承载力下降的承载力降低系数,并提出了考虑材料退化因素的桥梁承载力系数评估方法。对镇头大桥的承载力评估分析表明,试验结果与有限元计算结果吻合良好,该桥具备公路—I级荷载的通行要求;本文方法计算简便可靠,具有一定的实用价值。