中国现有桥梁中绝大多数为普通钢筋混凝土梁桥和预应力混凝土梁桥。随着服役时间增长,荷载等级的提升等因素,许多桥梁已经不能满足强度、刚度、稳定性和耐久性的要求,因此需要进行维修、加固和重建。本文在通过查阅了大量的国内外有关预应力混凝土梁抗弯加固的资料后,总结了预应力混凝土桥梁加固的发展历史和研究现状,介绍了桥梁加固中几种常用的方法。试验依托三片高速公路改扩建工程中废弃的已服役20年的16m预应力钢筋混凝土空心板梁,在对试验梁进行耐久性检测和材料力学性能检验的基础上,确定其加固方案,并对试验梁进行合理的测点布置。施加荷载的过程中对试验梁的应变和挠度进行了全过程采集,并对试验结果进行了分析。考虑到试验梁加固后两阶段受力的情况,在不同初始应变的条件下,推导出三种不同情况下的相对界限高度系数的表达公式。提出加固混凝土高度与抵抗外荷载的关系公式,当新增混凝土高度达到某一值时,加固梁抵抗外荷弯矩值达到最大。并以此为基础,推导出新增混凝土和碳纤维板共同作用下抵抗外荷载的关系公式。分析采用不同加固方法的有限元模型的极限承载力,发现采用受压区增大截面加固法和碳纤维板加固法均能有效的提高试验梁的开裂荷载和极限承载力,且增大截面加固法对试验梁的增强要大于碳纤板加固法。