为优化超高性能混凝土（UHPC）加固层布设并提升其性能，采用数值模拟及试验对比方法，分别利用无配筋UHPC、普通配筋UHPC、预应力UHPC加固损伤RC空心板梁，研究不同加固状态下梁体的受力性能及加固层厚度、长度、预应力对梁体加固效果的影响。研究结果表明：与普通配筋UHPC加固相比，预应力UHPC加固能改善梁体应力状态，有效地约束裂缝的发展，极大地提高被加固空心板梁的承载力和刚度，梁体的开裂载荷、屈服载荷和抗弯极限承载力均提升显著，加固防护更加高效耐久；对比分析加固层厚度、长度、预应力等参数变化，提出加固层优化建议。研究结果可为UHPC加固损伤梁体设计提供参考。