Die Bogenbrücke ist eine der Grundformen der Brücken neben der Balkenbrücke, der Rahmenbrücke und den seilverspannten Konstruktionen (Hängebrücke, Schrägseilbrücke u. s. w.).
In ihrem Bogen treten vor allem Druckkräfte auf. Für Steine und Beton mit ihrer hohen Druckfestigkeit ist der Bogen daher die bestgeeignete Tragwerksart. In den Widerlagern treten neben lotrechten auch Horizontalkräfte auf, weshalb die Bogenbrücke einen geeigneten Baugrund und einen größeren Aufwand bei der Gründung erfordert.
Bogenbrücken können nach unterschiedlichen Kriterien eingeteilt werden.
Holzbogenbrücken sind selten, nicht nur wegen der Vergänglichkeit des Materials, sondern weil gerade Stämme und Balken eher zu Jochbrücken oder Sprengwerken als zu Bögen verarbeitet werden. Ein Beispiel für eine Holzbogenbrücke auf steinernen Pfeilern ist die Trajansbrücke aus dem Römischen Reich. Die im 17. Jahrhundert nach einem chinesischen Vorbild in Japan gebaute Kintai-Brücke existiert in vielfach erneuerter Form noch heute. Wenig jünger ist die Mathematical Bridge in Cambridge in England. Die Ponte dell’Accademia in Venedig hat einen weiten hölzernen Fachwerkbogen. Die Kiso no ōhashi ist ein modernes Beispiel aus Japan, die Montmorency-Brücke ein solches aus Quebec, Kanada.
Steinbogenbrücken bestehen aus mehr oder weniger sorgfältig behauenen Werksteinen, im Inneren oft nur aus Bruchstein. Da die Keilsteine fast ausschließlich auf Druck belastet werden, hält der Bogen auch ohne Mörtel, sobald der Bogen geschlossen, d. h. der Schlussstein gesetzt ist. Dennoch verwendeten bereits die Römer Opus caementicium in ihren Brücken.
Zum Bau einer Steinbogenbrücke wird üblicherweise ein Lehrgerüst verwendet. Die Kämpfersteine und Pfeilerköpfe sind meist mit einer Konsole versehen, um das Lehrgerüst leichter aufstellen zu können. Die Römer kannten bereits zweilagige Bögen, bei denen zunächst auf einem relativ leichten Lehrgerüst ein einlagiger Bogen gemauert wird, der dann als Lehrgerüst für die zweite Lage und die übrige Brücke dient. Dieses Verfahren geriet in Vergessenheit, erst Paul Séjourné (1851–1939) hat es bei seinen vielen Bogenbrücken wieder verwendet.
Schiefe Brücken, also schräg über einen Fluss verlaufende Brücken, deren Gewölbe im Grundriss kein Rechteck, sondern ein Parallelogramm bilden, wurden erst im 19. Jahrhundert gebaut, da sie wegen der komplizierten Geometrie der Steine in der Laibung schwer herzustellen sind. Später wurde das Gewölbe auch in versetzt angeordnete Bogenrippen unterteilt.
Ziegelsteinbrücken, die vollkommen aus Ziegelsteinen bestehen, wurden vor allem für die zahlreichen Eisenbahnviadukte gebaut. Die Göltzschtalbrücke ist die größte Brücke dieser Art.
Beton hat ähnliche Eigenschaften wie Stein; er kann hohen Druck, aber kaum Zug aushalten und ist deshalb für Bogenbrücken besonders geeignet. Er wurde bereits für Stampfbetonbrücken und Brücken aus unbewehrtem Beton verwendet. Stahlbetonbogenbrücken wurden und werden in der ganzen Welt gebaut. Die Melan-Bauweise, bei der zunächst ein Lehrgerüst aus Stahl mit einbetoniert wird und als Bewehrung dient, ermöglichte bald, auch Betonbogenbrücken im Freivorbau zu erstellen.
Eiserne und stählerne Bogenbrücken
Gusseiserne Bogenbrücken waren die ersten, nach der Industriellen Revolution gebauten Eisenbrücken. Gusseisen hat eine hohe Druckfestigkeit, aber üblicherweise eine um den Faktor vier geringere Zugfestigkeit und ist sehr spröde. Gusseiserne Brücken wurden daher nur bis zum Ende des 19. Jahrhunderts gebaut.
Das im Puddelverfahren hergestellte Schmiedeeisen, das elastischer ist als Gusseisen und höhere Zugspannungen aushält, war in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts das den Bau von Eisenbogenbrücken beherrschende Material. Die aus einzelnen gewalzten T-Trägern, bald auch aus Doppel-T-Trägern bestehenden Bögen wurden erstmals im Freivorbau mit Abspannungen erstellt. Das ging meist schneller und kostengünstiger als die Aufmauerung eines Steinbogens auf einem Lehrgerüst.
Stahlbrücken wurden nach anfänglichem Zögern in den 1890er Jahren allgemein zugelassen. Die hohe Belastbarkeit von Stahl sowohl auf Druck als auch auf Zug führte zu seiner Verwendung in allen Arten von Brücken, Bogenbrücken und allen anderen Brückenformen. Der Nachteil von Stahl ist die Anfälligkeit für Korrosion.
Gelegentlich werden stählerne Fachwerkbögen teilweise mit Beton ummantelt und in den oberen Abschnitten mit einer Stahlbetondecke verbunden, so bei der Yachi-Eisenbahnbrücke in China. Bei der 2024 ebenfalls in China fertiggestellten Tian’e-Longtan-Brücke, der derzeit größten Bogenbrücke der Welt, wurden zuerst die stählernen Fachwerkbögen gebaut, die anschließend mit Beton ummantelt wurden.
CFST-Brücken (englisch concrete filled steel tube bridges) sind seit 1990 in China häufig gebaute große Bogenbrücken. Dabei wird zunächst ein Segmentbogen aus Stahlrohren gebaut, die anschließend mit Beton verfüllt werden. CFST-Brücken haben Spannweiten über 200 m, darunter die Wushan-Brücke mit 460 m, die Bosideng-Brücke mit 530 m und die Dritte-Pingnan-Brücke mit 575 m Spannweite.
Der Rundbogen war lange Zeit, von den Römern bis ins Spätmittelalter, die den Steinbrückenbau dominierende Bauweise. Seine kreisförmige Bogenlinie beschreibt einen kompletten Halbkreis (180°). Sein Bau beruhte auf Erfahrung, lange bevor die Statik seine Eigenschaften zu erfassen begann. Selbst 1913 konnte Paul Séjourné sein großes Werk Grandes Voûtes (Große Brückenbögen) noch mit dem Satz beginnen: Man baut Brückenbögen nach den gebauten Bögen: es ist eine Sache der Erfahrung.
Der polygonale Bogen ist ein nur scheinbar runder Bogen, tatsächlich aber ein von mehreren Balken oder Scheiben gebildeter Polygon. Bereits im China der Song-Dynastie wurden häufig polygonale Rippenbogenbrücken gebaut, bei denen die Öffnung ein von langen hölzernen oder steinernen Balken gebildetes Polygon ist. Beispiele sind die in der Qingming-Rolle abgebildete Holzbrücke oder die steinerne Guyue-Brücke. Moderne Bogenbrücken aus Stahl oder Beton haben häufig einen polygonalen Bogen, da die Träger dafür nicht gebogen werden müssen beziehungsweise einfache Schalungen eingesetzt werden können.
Der Spitzbogen kommt im Brückenbau fast nur bei osmanischen und persischen Bogenbrücken vor.