本文按照《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）和《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》（CECS146:2003）等相关规定，设计了五根单室箱梁模型，对其中四根采用了不同方式的 CFS 加固，并利用液压伺服加载器对模型箱梁进行了弯剪扭复合受力的工作性能试验研究。深入的对比分析了加固后箱梁的承载力的提高、抗扭刚度和抗弯刚度的变化，从而得出 CFS 的加固效果。同时，也深入研究了加固后纵筋和箍筋的应力变化以及不同截面的 CFS 的应变曲线，从而找出CFS 加固提高箱梁抗扭承载力的工作机理。本文还利用空间桁架模型理论和规范设计方法对本次试验的构件进行了计算，并与试验值进行了对比，从而找出比较合理的 CFS 复合受力抗扭加固的设计方法。最后得出结论，CFS 能有效的提高复合受力状况下箱梁的抗扭承载力和延性，利用空间桁架模型理论能较为精确的计算出加固后的箱梁的抗扭承载力，而采用规范计算的结果也能反映加固效果，可作为加固设计的方法。