我国桥梁建设速度已放缓,而旧有桥梁灾害频出,其承载力不足、疲劳损坏问题已逐渐暴露出来,我国桥梁建设基调已由建设转变为维护,在此背景下,旧桥加固问题已经是我国桥梁研究领域的热点。国内外基于旧桥的维修加固案例颇多,关于加固后的承载力理论计算也较为完善。体外预应力加固体系以其主动加固、传力途径明确、可替换性方面的优势成为桥梁加固的主要方式。传统的体外预应力加固索主要使用高强度钢绞线或CFRP筋,但实际使用中这两种材料各自存在不足之处。在此情形下,本文提出一种新型复合高强度弹簧钢丝与碳纤维环氧树脂复合材料的新型索体,其兼具钢丝的延性、侧向抗剪切和CFRP材料的耐腐蚀性优势。基于复合材料协同变形原理,预测了复合杆受拉过程的受力模型。完成了高强钢丝-碳纤维复合杆张拉试验,通过对比试验结果与理论模型,结果表明复合杆的应力应变关系在纤维断裂前的弹性阶段与预期一致,但当应变发展到碳纤维的极限应变后,延性阶段并没有预期的明显,杆内钢丝相继断裂使得应力应变曲线呈现剥离式下降,表明钢丝的掺入使得复合拉杆具有一定的延性。然后,本文针对国内某一出现承载力不足、多处裂缝灾害的预应力钢筋混凝土连续箱梁桥,使用有限元软件Midas-Civil建模分析旧桥承载力,运算分析结果表明,模型计算结果与运营监测灾害分析结果一致:主梁中跨跨中底部、中墩支点顶部出现主拉应力超限,墩支点、中跨跨中截面抗弯承载力不足。在此情形下,使用直线型布置方案加固该桥,在墩支点上部、中跨底部分别布置8束15-φ15.24的高强钢丝-CFRP复合体外预应力索,经过计算分析,加固后该桥承载力满足承载力极限状态和正常使用极限状态的承载力及应力要求,并且实现了对中跨跨中的挠度控制。最后,通过数值计算,对比应用较为广泛的两种体外预应力索体:钢绞线与CFRP体外预应力索,发现在相同的预应力张拉控制系数0.7的条件下,钢绞线、CFRP索、高强钢丝-CFRP复合索三种材料加固旧桥后在预应力损失、挠度控制、抗弯承载力提升、应力控制上各有不同的效果。结果表明,挠度控制、抗弯刚度控制方面CFRP拉索性能最优,但在截面的应力控制上复合索与钢绞线更优。当预应力松弛导致预应力损失发生后,CFRP和复合索均呈现挠度变化幅度递增的趋势,而钢绞线增幅不变。