本论文主要针对实腹式石拱桥因主拱圈开裂、主拱圈砌筑砂浆脱落及拱轴线变形等因素引起的主拱圈整体刚度下降、截面应力集中及结构极限承载力不足等结构功能性问题而提出了增设复合钢筋混凝土拱板的加固技术，旨在通过新增加固层和原结构层的共同作用，提高组合结构的整体刚度、改善截面受力状况和增大结构的安全储备。 首先，从截面增大理论、断裂力学理论以及锚杆作用机理(新、老结构共同作用保障机制)方面分析研究该加固技术的加固机理，为加固技术奠定理论基础。其次，结合增设复合钢筋混凝土拱板加固模型拱试验，利用试验测试数据通过对比加固前、后结构的应力水平和承载能力来验证该加固技术的适用性；另外，对影响锚杆和砌体间锚固力的影响因素(锚杆直径、锚固深度、钻孔直径、粘结材料)采用正交和普通试验方案进行锚杆的拉拔试验，以确定出锚杆达到最大锚固力时的参数组合，为实际的加固工程提供技术上的参考。最后，通过大量工程示范，总结、丰富、完善该加固技术的设计方法、施工工艺，从实践上证明该加固技术的可行性。 论文的研究，创造性的将围岩支护理论中锚杆对于非连续岩体的锚固机理以及植筋技术的荷载传递机理应用到现浇混凝土加固层与原砌体结构层的有效粘结理论和锚杆锚固理论，清晰的描述了锚杆抗拔、抗剪的力学原理和加固层界面的力学行为。模型拱的加固试验，揭示了加固层在整个加固结构所起的作用及锚杆的受力状态，并研究了加固结构的整个破坏过程及最终破坏形态。