20世纪九十年代中期，PC变截面宽幅空心板以其优越的经济性能在我国公路桥梁建设中得到广泛应用，并在浙江各市县迅速普及。然而随着桥梁运营时间的推移，PC宽幅空心板结构挖空率过大、板壁较薄、自身抗力不足等构造缺陷问题逐渐暴露出来，并造成该类空心板的病害问题日益严重。本文对金华市在役PC变截面宽幅空心板的使用现状进行了详细的调查及检测，调查结果显示该类桥梁病害情况较为严重，且具有一定的普遍性。通过空心板破坏性试验及有限元模拟，研究空心板病害及产生原因、在役空心板承载能力及结构破坏形式，为该类空心板的承载力评估及加固提供参考。本文基于金华市白洋渡公跨铁立交桥PC变截面宽幅空心板的梁体解剖试验及单板抗弯、抗剪破坏性荷载试验，运用ANSYS软件对破坏性试验板进行仿真分析，分析了试验空心板的抗弯、抗剪极限承载力，对空心板的结构受力性能以及病害情况进行了深入的研究，详细的分析了空心板板底纵向裂缝的成因。针对该类桥梁抗剪承载力严重不足的现状，提出采用体外竖向预应力加固空心板斜截面的办法。分析结果表明，试验及ANSYS模拟获得的空心板抗弯承载力均大于按规范计算的抗弯极限承载力，但存在较多不可见的初始微裂缝，空心板初始抗弯刚度较低。抗剪承载力与规范计算结果较为接近，但是小于SAP2000分析得到的桥梁正常运营状态下的桥梁最大剪力；由空心板的破坏方式得出腹板斜截面配筋率不足的结论。竖向预应力抗剪加固方法对提高空心板抗剪承载力效果显著，同时可以有效提高空心板斜截面的刚度、延性、以及开裂荷载，具有一定的应用价值。本文将ANSYS缺陷建模和破坏性试验研究相结合，对PC变截面宽幅空心板承载能力和破坏机理进行研究，为准确模拟PC变截面宽幅空心板承载力提供有效方法，对了解桥梁使用现状，降低桥梁检测成本，提高加固效果有一定的参考价值。