拱坝是一种空间壳体拱形结构，其坝体结构可近似看作由一系列凸向上游的水平拱圈和一系列竖向悬臂梁所组成，如图5-1所示。

图5-1　拱坝示意图

拱坝坝体结构既有拱作用又有梁作用，具有双向传递荷载的特点。其所承受的水平荷载一部分由拱的作用传至两岸岩体，另一部分通过竖直梁的作用传到坝底基岩，如图5-2所示。拱坝的拱圈着力点所坐落的两岸岩体部分称作拱座或坝肩；位于基岩最深处水平拱圈拱顶处的悬臂梁称作拱冠梁，一般位于河谷的最深处。

拱坝在外荷载作用下的稳定性主要是依靠两岸拱座的反作用力，其次依靠坝体重量来维持稳定。这样就可以将拱坝设计得较薄。

拱结构是一种抗压结构，在外荷作用下内力主要为轴向受压，有利于发挥筑坝材料（混凝土或浆砌块石）的抗压特性。若设计得当，拱圈的应力分布较为均匀，弯矩较小。拱的作用越好，材料抗压的特点就越能发挥，从而坝体厚度就可以设计得越薄。在一般情况下，因为同一高度拱坝与重力坝体积之比约为1/3～2/3，所以拱坝是一种比较经济的坝型。

图5-2　拱坝平面及剖面图

1—拱荷载；2—梁荷载

拱坝是一个高次超静定结构，当发生超载或坝体某一部位产生局部裂缝时，坝体的悬臂梁和拱的内力作用将自动调整，悬臂梁方向荷载和拱方向荷载将部分相互转移，坝体应力将重新分配，原来低应力部位将承担增大的应力，原来高应力部分的应力不再增长，裂缝将会停止发展直至稳定。所以，只要拱座稳定可靠，拱坝的超载能力是很高的。国内外拱坝的结构模型破坏试验也表明，混凝土拱坝的超载能力可达设计荷载的5～11倍。

拱坝坝体轻，整体性、弹性、韧性较好，故抗震性能高。在工程实践中，至今尚未发现有拱坝因地震而破坏或失事的例子，例如意大利的卢美双曲拱坝（坝高136m），1975年5月6日经历了为8～9级的地震，坝体安全无损。所以拱坝是一种安全性能较高的坝型。目前，在地震区已修建了不少拱坝，如英古里拱坝坝高272m，修建在9级强地震区，至今还在安全运行。

因为拱坝拱圈材料可以自由伸缩，所以坝身不设永久伸缩缝。由于拱坝周边拱脚通常是固接于基岩上，因而温度变化和基岩变化对坝体应力的影响较显著，设计时，必须考虑基岩变形，并将温度应力作为一项主要荷载。

在泄洪方面，过去常认为拱坝坝体比较单薄，不宜从坝身宣泄较大的流量。但实践证明，拱坝不仅可以在坝顶安全溢流，而且可以在坝身开设大孔口泄水。目前，坝顶溢流或坝身孔口泄水的单宽流量已超过200m3/（s·m）。近年来，拱坝溢流已渐趋普遍。

拱坝坝身单薄，体形复杂，设计和施工的难度较大，因而对筑坝材料强度、施工质量、施工技术以及施工进度等方面要求较高。