钢筋混凝土刚架拱桥属于轻型结构,既有传统拱桥的特色,又有现代桥梁的时代气息。然而1983年交通部公路科学研究所和湖南公路勘察设计院推出的《钢筋混凝土刚架拱桥定型设计图》与现行规范存在较大差距,原有的定型设计已经满足不了新规范的要求,因此改进型研究已经迫在眉睫。本文针对现役钢筋混凝土刚架拱桥普遍存在的典型病害,从钢筋混凝土刚架拱桥设计参数优化入手,以某市一座改进型钢筋混凝土刚架拱桥为依托,对钢筋混凝土刚架拱桥的改进措施及极限承载能力进行了深入研究。一方面,本文分析了承重构件尺寸、拱轴线形、拱片中距、跨径和矢跨比等设计参数。通过模拟计算,得出增大承重构件尺寸可改善结构的受力状况;采用二次抛物线作为拱轴线形较为合适;减小拱片中距能大大加强全桥的横桥向联系;轴力和弯矩随跨径的增大而增加;轴力随矢跨比的减小增大。另一方面,本文以有限元方法的空间稳定理论、非线性理论以及统一理论下的单材料本构关系为基础,建立了改进后依托工程与原有定型设计的有限元模型。然后分别针对单跨整桥和单跨边拱片分析了改进设计和定型设计的第一类稳定问题,并且以第一类稳定的求解值作为上限,采用双重非线性方法,进行极限承载力分析研究,得出改进设计能明显提高该桥型的极限承载能力。本文研究为今后钢筋混凝土刚架拱桥的改进型设计提供了参考,也为该桥型的极限承载能力评估和安全储备评价打下了良好的工作基础。