拱坝坝体及其孔口结构应力分析是拱坝结构设计至关重要的组成部分。因此，建立反映拱坝坝体和孔口实际受力状态的三维有限元仿真模型，进而进行应力计算分析是设计过程中很为重要和复杂的部分。本文结合陕西省水利电力勘测设计研究院承担的实际工程项目——西安市辋川河引水李家河拱坝，首先根据工程实际地形情况，对拱坝体形的相关参数进行了拟合，其次在此基础上，利用ANSYS三维有限元分析程序，对李家河拱坝的坝体应力、坝身开孔、上下游悬臂应力进行三维线弹性有限元分析计算，并研究了李家河拱坝坝体表面孔口及悬臂产生的应力相互影响的因素，并提出优化建议。　　本文主要工作内容为:介绍了拱坝设计理论的发展概况、国内拱坝设计现状、孔口应力分析设计研究现状及进展，最后提出本文的主要研究内容;综述李家河水库枢纽工程概况及有限元计算所需的工程基本参数资料;介绍拱坝有限元分析中常用的单元类型和有限元建模应注意的事项，阐述了工程有限元单元网格划分应考虑的问题和划分思想，阐述了ANSYS软件的基本情况及在水利工程中的应用和起到的效果;结合李家河水库枢纽工程实际情况，建立拱坝及坝肩山体、坝基地质情况的线弹性有限元三维实体模型，以及泄洪底孔的线弹性有限元三维实体模型，计算拱坝坝体应力及拱坝表孔应力;根据拱坝应力超出规范应力控制值情况，优化拱坝混凝土分区，并对优化后的拱坝进行校核对比计算和分析。同时根据表孔应力值较大，且分布不够合理的情况，优化了表孔体型，并对优化后的表孔进行校核对比计算;随后，根据李家河工程表孔应力计算结果，采用等效应力进行应力分析及配筋初步设计，为工程设计提供参考;对全文进行了总结，展望了本课题需要进一步研究的问题。