预应力混凝土小箱梁桥在现役中小跨度桥梁中占比较大,因环境和人为等因素情况出现不同程度的病害损伤,日益增加车辆荷载进一步加剧病害发展,结构因病害逐渐老化,影响桥梁耐久性甚至安全性,因此在役桥梁极限承载能力研究显得无比重要。本文以一座具有底板混凝土破损、预应力钢绞线和钢筋断裂复杂病害的预应力混凝土连续小箱梁桥为背景,从特殊检测评定、足尺荷载试验和数值分析三个方面进行极限承载能力研究,并基于承载能力结果验算桥梁特殊车辆通行能力,为同类桥梁运营维护及加固工作提供参考。主要研究内容及结论如下:（1）对未破损和破损预应力混凝土箱型单梁进行材料材质状况、混凝土保护层厚度、钢筋锈蚀电位等特殊检测,病害导致钢筋锈蚀严重、混凝土出现较为严重碳化现象、结构自振频率降低等损伤。依据特殊检测结果利用现行承载能力评定规范分别对两类单梁进行承载能力评定,复杂破损病害引起预应力混凝土小箱梁抗弯承载力大大降低,结构存在安全隐患。（2）通过静力加载方式进行未破损预应力混凝土小箱梁承载能力荷载试验,试验全过程跟踪采集并记录挠度、应变和裂缝等数据,基于试验数据对预应力混凝土小箱梁弹性阶段、带裂缝工作阶段和破坏阶段力学行为特点进行分析,基于ABAQUS塑性损伤力学模型建立未破损试验小箱梁精细化模型,以现场箱梁实测数据为依据进一步调整模型,数值分析结果进一步探讨混凝土损伤与裂缝发展趋势的相关性。（3）通过破损预应力混凝土小箱梁承载能力荷载试验结果分析结构不同工作状态下变形和裂缝发展特点,严重破损病害下小箱梁实际承载力仍大于设计承载力和检测评定承载力。以未破损试验小箱梁精细化模型为基础,考虑钢筋锈蚀、钢绞线断裂和预应力损伤对结构的影响,利用Model Change功能完成破损小箱梁数值分析,数值分析结果与试验结果较为吻合,为同类病数值分析提供了参考。（4）建立预应力混凝土连续小箱梁桥有限元梁格模型,从不同行驶车道和跟车距离两方面分析不同特殊车辆在未破损和破损两种不同状况下桥梁通行能力。虽然破损病害严重降低了桥梁承载能力,但是桥梁仍具有特殊车辆运营通行能力且具备一定安全储备。结合不同特殊车辆通行方案的荷载效应规律,计算抢险抢修背景下特殊车辆最大载重量。