牡丹江大桥已建成30多年,其为双向四车道。随着改革开放后经济的高速发展,现役的牡丹江大桥已无法满足日益增加的交通流量的需求。为此牡丹江市政府组织专家论证,拟将其进行拓宽改造。为了尽量缩短工期,避免施工封道给人民的生产与生活带来诸多不便,大桥的加固与改造将跨越整个冬季。而由于牡丹江处于高寒地区,其气候的特殊性给桥梁的加固改造带来了诸多亟需解决的施工难题。本文针对在役牡丹江大桥加固改造关键问题开展研究,主要内容如下:(1)根据牡丹江大桥拓宽改造后桥梁荷载等级提高至城-A级等技术参数(指标)全面提高的要求,对在役牡丹江大桥进行了包括外观、材料强度和耐久性、静载试验、动载试验、承载能力等全面检查、检测和验算,得出了T形梁和桥面等需要进行加固和改造的结论,为在役牡丹江大桥拓宽改造关键技术研究提供依据。(2)结合牡丹江大桥的特殊性,对几种常用的桥梁加固方法进行比对和优选,提出了适用于牡丹江大桥加固的体外预应力法。通过对体外预应力加固后T形梁的受力性能进行有限元模拟计算,确定了能够满足承载力与刚度要求的加固设计参数指标。提出了一种对拉螺栓、多层加劲的钢锚块对预应力钢绞线锚固的工艺(或工法),通过受力分析,得出了该锚固工艺(或工法)能够满足牡丹江大桥体外预应力钢绞线可靠锚固要求的结论。(3)针对牡丹江大桥拓宽加固改造工期紧、跨冬期施工等特点,考虑所处的环境和季节等因素,开展了体外预应力施工技术等方面的研究工作。提出了悬吊施工平台、桥面植筋冬期施工、钢套箱防护等技术,并用数值计算证明了上述施工技术的有效性,能够满足加固改造的设计要求,可为高寒地区在役混凝土大桥的拓宽加固改造提供参考。