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基于连霍国道主干线某高架桥的病害调查，分析了裂缝损伤产生的主要原因。针对桥梁结构的病害和桥梁实际运营中存在的超载问题，采用了体外纵向预应力弯起钢束和粘钢板、粘贴碳纤维技术相结合的结构加固措施。通过对原结构和加固后桥梁的应力状态分析，所设计的加固方案可以有效地改善该桥梁主拉应力不足的受力状态，有效提高桥梁结构的承载能力。