钢筋混凝土空心板桥，因其具有的施工简单、经济，耐久性高及造型优美等诸多的优点，为我国现阶段广泛采用的桥型之一。随着近年来公路交通量的增加，各种超载车辆越来越多，我国许多地方公路桥梁经过多年运营，已到了维修加固期。本文在理论分析的基础上进行了原型试验，对原桥存进行加固提载试验研究，分析了体外预应力加固、碳纤维加固和铺装层植筋加固空心板的受力性能和加固提载效果。本试验对5根16m跨径空心板简支梁采用不同的加固方法进行加固：L1梁为去除原有铺装层作为对比梁，L2梁为未进行加固处理的空心板梁，L3梁进行铺装层植筋加固，L4梁进行体外预应力加固并结合铺装层植筋加固，L5梁进行体外预应力结合碳纤维的复合加固。通过梁的正截面抗弯试验，对比分析了5种加固构件的抗弯性能。研究结果表明：桥面铺装层参与主体结构受力，可提高叠合结构截面高度，加大梁体刚度，公路Ⅰ级荷载下，15cm厚铺装层能提高空心板抗弯刚度20.2%；植筋加固铺装层与主梁连接可以有效地补强构件整体性能，提高截面抗弯刚度，公路Ⅰ级荷载作用下刚度提高8.5%；体外预应力加固简支梁可以显著的提高截面抗弯刚度，公路Ⅰ级荷载下提高刚度9%，同时张拉体外预应力筋可以使原有裂缝闭合，减缓裂缝的开裂，粘贴碳纤维可以控制裂缝宽度的增大，使裂缝间距减小，裂缝开裂更加均匀，更好的配合体外预应力筋和非预应力筋进行受力。