我国正处于交通建设高速发展的时期,同时大量桥梁由于超载、缺乏养护等原因亟需加固补强。碳纤维复合材料(CFRP)因其高强高效、轻质耐久、施工便捷、不中断交通、不改变桥梁净空等优点在桥梁加固中得到大量的应用。目前对碳纤维材料的研究主要集中在试验室模型阶段,针对桥梁工程中应用广泛的空心板的研究相对较少。本论文以成渝高速公路一座病害简支空心板桥为背景,在总结碳纤维加固理论及研究成果的基础上,对桥梁进行了承载能力分析和加固设计,采用有限元分析与荷载试验相结合的方法,对碳纤维布加固钢筋混凝土空心板桥进行了加固前后的受力性能对比分析。论文主要进行以下几个方面的工作:(1)对病害桥梁采用铰接板法进行的承载能力计算,结果表明桥梁的承载能力储备不足;在总结现有碳纤维加固钢筋混凝土梁的正截面受弯承载能力计算理论的基础上,根据碳纤维加固的极限状态设计方法对桥梁进行了加固设计。该设计方法可直接应用于同类桥梁的碳纤维加固设计。(2)运用有限元软件对桥梁进行了粘贴碳纤维布加固前后的三维实体模拟,对比分析了桥梁在最不利荷载工况下挠度和梁底应变变化情况。分析结果表明,碳纤维加固可以有效提高桥梁的承载能力,增加其抗弯刚度。(3)设计了试验桥梁粘贴碳纤维布加固前后的荷载试验方案,测得各试验工况下桥梁控制截面的挠度与梁底应变值。对加固前后荷载试验实测值与有限元计算值进行了对比分析,分析了桥梁粘贴碳纤维布的加固效果,为同类桥梁的加固效果评价提供了参考。(4)总结了碳纤维片材施工技术,对碳纤维加固方法进行了初步探讨。