复合拱圈加固法因其施工便捷、造价较低和对交通影响小等优点,在我国圬工拱桥加固中得到了广泛的应用。在长期的工程实践中,该技术被证明能显著提高结构的整体性能和承载力水平。但是,目前关于圬工拱桥加固后极限承载力的相关理论研究较少。因此,研究复合拱圈加固后结构的受力机理和破坏理论,具有重要的理论意义和工程应用价值。本文基于应变斜率的概念,考虑加固结构的不同受力状态,通过理论分析、模型试验及数值仿真相结合的方法,开展了考虑二次受力的复合拱圈承载力计算方法研究。首先,考虑加固结构二次受力特点,将复合拱圈加固按受力前后弯矩方向不同分为了正-正弯矩、正-负弯矩、负-正弯矩、负-负弯矩四种受力状态,基于应变斜率的概念,推导出各受力状态下加固结构组合截面正截面承载力计算方法。其次,考虑加固前原结构初应力、偏心距、加固层厚度及材料强度等参数的影响,按照控制变量的原则制作了7个加固试件和2个用作对比的未加固柱,结合试件特点设计承载力试验,根据试验过程和结果对加固结构的破坏形式和应变分布进行了研究。然后,利用MIDAS FEA有限元软件对各试件试验过程进行仿真模拟,分析了试件在极限状态下的应力应变分布规律,同试件在试验中的破坏形态进行了对比,并结合理论计算对试验结果进行验证,证明了有限元分析和理论计算的可靠性。再次,基于有限元分析的可靠性,充分考虑初应力、偏心距、加固层厚度和材料强度等参数的情况下,在四种受力状态下分别对各参数进行扩大化建模并对结果进行定量化的分析,对比得到了不同受力状态下加固结构初应力、偏心距、加固层厚度和材料强度等参数对截面承载力的影响。最后,基于条带法和迭代法的概念编制matlab程序,对文章提出的组合截面二次承载力计算理论进行简化计算,得到考虑二次受力情况下复合拱圈的承载力包络图,可用于加固加固的承载力评定。