本发明涉及桥梁改扩建技术领域，尤其涉及一种桥梁改扩建架梁系统及施工方法，包括上部设有旧梁板的旧盖梁，旧盖梁旁侧盖设有扩建盖梁，旧盖梁和扩建盖梁上部均设有架梁支架，架梁支架与旧梁板上部铺设有用于架桥机过孔铺设梁板的前横移轨道。本发明通过在扩建盖梁和旧盖梁上架设架梁支架与旧梁板形成支撑体，并在其上部通铺用于架桥机移动的前横移轨道，使得架桥机可以依托前横移轨道实现了扩建盖梁和旧盖梁间空间不足时，架桥机过孔并铺设扩建盖梁梁板的施工目的。与传统采用大吨位履带吊吊装梁板铺设相比，节约了施工成本，提高了施工效率和质量。