预应力混凝土空心板梁（PC板梁）具有建筑高度低、结构简单、施工便捷、经济性好等优点，被广泛应用于中国中小跨径桥梁建设中。随着服役时间增加、重车作用频繁、环境侵蚀等因素的影响，以PC板梁桥为代表的中小跨径混凝土桥梁频繁出现病害和损伤，致使其承载能力降低，使用性能下降。因冻融、盐冻等恶劣环境的作用，季冻区的病险桥梁比例明显高于其他环境地区。本文利用季冻区服役20年的24片16m跨径PC板梁，开展实桥旧梁破坏试验和加固技术研究。主要研究内容如下:
　　(1)开展纯弯段长度为2.0m、3.9m和5.2m的3种四点弯曲加载工况下的5片PC板梁的破坏试验和非线性有限元模拟，研究实桥旧梁的受力性能、破坏特征和承载性能。研究表明，试验梁使用性能有所退化但抗弯极限承载能力仍满足要求;结构破坏过程中梁端预应力钢绞线发生了局部滑移;随着纯弯段长度的增加，结构破坏形态逐渐由弯曲破坏向剪切破坏转变。
　　(2)设计剪弯段长度为1.8m、2.7m和3.9m的三种梁端集中力加载试验工况，开展3片PC板梁在集中荷载作用下的破坏试验和非线性有限元模拟，研究实桥旧梁在梁端集中力荷载作用下受力性能、破坏特征和承载性能。研究表明，试验梁使用性能和抗剪极限承载能力均发生了明显的退化;结构破坏过程中梁端预应力钢绞线发生了局部滑移;结构破坏形态均为剪切破坏。基于试验结果，修正基于桁架-拱模型的预应力钢筋混凝土梁受剪承载力计算方法，并以本文试验数据及收集的其他学者的相关试验数据验证计算方法的准确性。
　　(3)开展采用铺装补强、普通碳纤维板和预应力碳纤维板加固的3片PC板梁在四点弯曲荷载作用下的破坏试验，并与未加固梁对比分析，研究不同加固方法对实桥旧梁受力性能、破坏特征和承载性能的影响。结果表明，三种加固方法均可有效改善结构使用性能，提高结构极限承载力。基于普通碳纤维板加固的实桥旧梁的破坏试验结果，修正二次受力下碳纤维片材加固混凝土梁的裂缝间距及裂缝宽度计算模型，模型的计算值与本文试验结果及收集的其他学者的相关试验结果吻合较好。
　　(4)分别采用梁端粘贴钢板、铺装补强、梁端填充混凝土方法加固3片PC板梁，开展加固梁在梁端集中力作用下的破坏试验研究;此外，利用三面外包混凝土、四面外包混凝土增大截面方法加固2片PC板梁，开展加固梁在四点弯曲荷载作用下的破坏试验研究。通过与未加固梁对比分析，得出了上述不同抗剪加固方法对实桥旧梁受力性能、破坏特征和承载性能的影响。结果表明，五种加固方法均可有效改善结构使用性能，提高结构极限承载力;三面外包混凝土、四面外包混凝土增大截面方法使结构的破坏形态由剪切破坏向弯曲破坏转变。
　　(5)首次提出了利用PC板梁铰缝空间进行承载能力加固的两种新型方法（铰缝增配箍筋加固法和铰缝增配环形钢筋加固法），通过梁端集中力荷载和四点弯曲荷载作用下的加固梁的破坏试验研究，与未加固梁对比分析加固效果，验证以上两种加固方法的有效性。结果表明，二种加固方法均可有效改善结构使用性能，提高结构极限承载力，使结构破坏形态逐渐由剪切破坏向弯曲破坏转变。