钢管混凝土拱桥由于材料性能优越及桥型新颖在我国得到广泛应用，但是其理论研究相对滞后于工程实践，一批早期修建的钢管混凝土拱桥出现不同程度的病害，集中表现在动力性能不良，特别是在重车行驶下桥梁的振动问题日益突出；同时由于对钢管混凝土拱桥动力性能研究的开展相对较少，使得设计中缺少相应的参考。本文以长青桥的改造加固设计项目为背景从桥梁检测到静、动力加固设计及设计评价给予了全程的研究分析。车桥耦合系统作为复杂的振动体系，由于解析解的结果很难用简单的公式给出，故多求助于数值解；文中采用修正的分离迭代法思想，应用达朗贝尔原理推导了平面4自由度车辆模型，并考虑桥面不平整度、爬坡效应、横梁效应等实际情况建立了基于ANSYS的车桥耦合振动系统求解的一般方法，通过初步验证证明了程序可以作为求解和评价车致桥梁振动问题的工具。正确诊断桥梁病害是桥梁加固改造能否成功的关键，本文基于长青桥的检测详细分析了长青桥的检测结果，指出桥面系整体竖向刚度不足和局部刚度较弱加之横梁的摆动效应是致使桥面铺装破坏的主要诱因；另外文中介绍了ANSYS建模的主要问题，并分析了长青桥的自振特性。文中基于检测结果、自振性能结果、施工的可行性分析等给出长青桥的详细加固改造方案，并利用车桥耦合振动求解程序对加固后的桥梁进行了挠度时程分析、动内力时程分析、行车舒适性评价、风险性评价，证明了加固方案的可行性，对于国内其他类似桥型的加固设计具有很好的参考价值。