近年来,重载铁路运输因其环保、节能、高效等优点在我国发展迅猛。对既有普通铁路实施扩能改造是其主要发展方式,但是随着轴重增加、运量提高等因素的影响,铁路桥梁各部件劣化状况较为严重。因此针对在役铁路桥梁能否满足重载列车安全运营的要求,以及其承载能力提升空间等问题的研究迫在眉睫。本文以某图号为专桥（88）1024的铁路在役12 m低高度钢筋混凝土梁作为研究对象,对其极限承载能力进行系统研究,并分析预应力碳纤维板加固梁体对极限承载能力提升的效果。主要研究内容及结论如下:（1）通过借鉴公路桥梁承载能力评定的相关规范并结合铁路桥梁的特点,确定承载能力检算系数、承载能力恶化系数等折减系数的计算方法,进而分析得到考虑材料性能退化和截面折减的在役12 m梁极限承载能力。这种考虑在役铁路桥梁各项性能折减的极限承载能力计算方法可以为其安全性评估与维护检修提供一些参考。（2）建立重载铁路在役12 m钢筋混凝土梁的有限元仿真模型来分析梁体极限承载能力,并通过重载铁路已拆除12 m旧梁的破坏试验数据修正模型,使仿真结果更接近真实情况。分析结果表明:在役12 m钢筋混凝土梁竖向承载能力已不能满足30 t轴重列车的开行要求;在役混凝土梁精细化仿真模型得到的荷载-钢筋应变及荷载-跨中挠度曲线,与现场试验结果得到的曲线规律趋势基本一致,具体抗弯承载力和挠度的数值有较小差异,精细化仿真模型在一定程度上代替试验梁做加固后极限承载能力研究。（3）采用预应力度法计算预应力碳纤维板加固在役12 m钢筋混凝土梁所需面积,并基于加固前的有限元模型,将碳纤维板施加预应力并粘贴锚固于梁底,通过仿真模拟加固后梁体施加荷载至破坏状态,对预应力碳纤维板加固重载铁路在役12 m梁的可行性及极限承载能力提升进行研究。结果表明:梁体在加固后抗弯承载力提高了27.5%,且跨中挠跨比减小了32.1%。梁体抗弯承载力和竖向刚度都有较大程度的提高。