我国现存公路桥梁有相当一部分是上世纪80年代以前建设的。桥龄在30年以上的桥梁占了桥梁总数40%左右。工业经济腾飞给桥梁的车辆运营状况和所处环境状况带来了极大改变,导致桥梁状况恶化加剧。对存在安全隐患的桥梁进行改造加固,可以有效恢复其应有的承载力水平,提高桥梁的耐久性能。本文通过对现役高速公路钢筋混凝土空心板梁进行抗弯加固试验研究,研究粘贴钢板、预应力碳纤维板材及粘贴碳纤维板材三种加固方式对提高梁体抗弯刚度和抗弯强度以及抑制裂缝发展的效果。并结合规范梳理了碳纤维板材加固的抗弯加固计算理论。试验结果显示,粘贴钢板法的加固效果最好,预应力碳纤维板材法稍次之,粘贴碳纤维板材法的加固效果最差,但仍满足加固设计要求。运用MIDAS FEA对试验梁体进行数值模拟,在考虑弥散裂缝模型的条件下对试验梁体的模拟结果与试验值误差不大,板梁的力学响应特征吻合,能够验证试验过程及结果的可靠性。结合某桥梁加固案例,介绍了碳纤维板材加固后的加固质量检验方法。加固完成后对该桥进行动静载试验。桥梁荷载试验的结果说明碳纤维板材应用于钢筋混凝土梁抗弯加固的可靠性。本文的研究成果对混凝土桥梁的抗弯加固具有一定的理论意义和实用价值。