桥梁在交通运输中作用举足轻重。它的承载能力与通行能力是交通运输能力的重要表现。然而,随着我国国民经济的迅速发展,交通运输量大幅度增长,行车密度及车辆载重越来越大,不少已建桥梁已不能满足使用要求。因此,桥梁的加固与改造工作近年来受到工程界的普遍重视。拱桥是桥梁改造加固中数量最多的一种桥型。目前的拱桥加固方法主要有增大截面加固法、粘贴钢板加固法、粘贴纤维复合材料加固法、改变结构体系加固法、顶推法和体外预应力加固法等。本文在粘贴钢板加固法和体外预应力加固法的基础上提出了一种新型的加固方法——预应力型钢加固法。该加固方法是在原有的主拱圈下方增加一道沿拱身的型钢结构,并对该型钢施加预压应力,以达到改善原拱结构的受力状态、提高拱的承载能力、减小拱身在荷载作用下产生的挠度的目的。论文首先介绍了研究背景及国内外研究现状。然后针对某拱桥的实际结构布置、拱轴线、拱肋的截面尺寸及行车荷载等基本条件,建立了加固力学模型,在对承载力和挠度进行了理论分析的基础上,制作了拱桥试验模型并进行了加载试验。最后,采用ANSYS有限元软件对模型进行了非线性分析,通过试验和计算结果的对比分析,重点探讨了原拱肋在加固前、仅贴型钢加固和预应力型钢加固三种情况下的承载力、挠度、内力及应力的变化规律。通过进一步分析给出了用该加固方法加固的拱桥达到理想破坏状态时预应力型钢所需要的预应力的大小。研究结果表明,预应力型钢加固可使型钢有效地分担原拱结构的恒载,改善了拱结构的受力状态,和仅贴钢板加固相比,不仅大幅度提高了原拱桥的承载力和刚度,而且可减小在施加活载以后粘贴型钢中的“应力滞后”现象,充分证实了本方法加固拱桥的可行性与有效性。