目前，我国在役双曲拱桥数量较多，经长期使用，多数都已出现了不同程度的病害。为保证运营安全，需要对这些桥梁进行检测评定，有针对性地进行维修加固。常规拱桥填料密度较大，并且在车辆荷载作用下很难保证整体性，会导致桥面铺装开裂破坏、侧墙鼓胀等病害，进而影响结构的受力。本文采用EPS轻质混凝土换填拱上填料，能有效避免常规填料强度不足、密度过大的缺点，换填后能对拱桥进行合理卸载，并能增强上部结构的整体性，结合其它常规加固方法，可达到恢复或提高桥梁承载能力的目的。本文主要研究内容如下：（1）在对国内外相关文献资料进行整理分析的基础上，对EPS混凝土进行了较为深入系统的研究。研究分析了用水量、EPS颗粒及矿物掺量等对EPS混凝土性能的影响，并对EPS混凝土的耐水性、强度及变形特点进行了试验研究，确定了EPS混凝土的优化配合比。提出了采用EPS轻质混凝土换填拱上填料改善拱桥受力状况的新方法。（2）根据已有研究成果，结合危旧双曲拱桥的受力特点，确定适用于危旧双曲拱桥结构的计算分析理论和方法；介绍了有限元法的基本原理及在桥梁工程中的应用，并对ANSYS建模方法进行了研究，为本文的计算分析提供理论和方法支撑。（3）综合有限元检算和荷载试验结果，对一座危旧双曲拱桥进行了承载能力评定。根据旧桥检测及承载能力评定结果，通过采用EPS轻质混凝土换填拱上填料，并结合其他常规加固方法对危旧双曲拱桥进行了加固。针对采用综合加固整治技术的桥梁，对合理加固施工顺序进行了研究。（4）采用ANSYS建立了加固后双曲拱桥的实体有限元模型，通过数值模拟，针对采用EPS混凝土换填拱上填料改善双曲拱桥受力状况的效果，进行了分析；通过加固前后荷载试验与有限元计算结果的对比分析，确定了综合加固效果及加固后桥梁的实际承载能力。