碳纤维增强塑料（CFRP）加固修补混凝土结构技术是一项新兴的结构加固技术，它是利用树脂类胶结材料将碳纤维材料粘贴于混凝土表面，从而达到对结构构件补强加固及改善结构受力性能的目的。由于碳纤维材料的轻质、耐腐、高强及施工便利，在加固领域得到了大量应用。 本文首先对影响碳纤维与混凝土之间极限粘结荷载的主要因素进行了试验研究，在试验及理论分析的基础上，提出了极限粘结荷载的计算公式，并对影响极限粘结荷载的附加锚固措施进行了试验研究。 本文还进行了21根碳纤维布加固钢筋混凝土梁的受弯性能试验研究，考虑的影响因素有混凝土的抗压强度、纵筋配筋率及碳纤维用量等。试验结果表明：不采取任何附加锚固措施的碳纤维加固梁通常发生剥离破坏；采取有效的附加锚固措施后，可以防止剥离破坏的发生；碳纤维可以有效提高构件的受弯承载力。在此基础上本文分析了碳纤维加固梁剥离破坏的机理，提出了正截面受弯承载力的计算方法，同时对使用荷载下碳纤维加固梁的裂缝、变形性能及其验算方法进行了试验及分析研究。此外，本文还对二次受力及预拉碳纤维加固梁的受力性能进行了试验研究，介绍了预拉碳纤维的施工工艺，提出了二次受力及预拉碳纤维加固梁的受力特点，讨论了二次受力及预拉碳纤维加固梁的计算方法。 本文通过碳纤维布加固梁的受剪承载力的试验研究及分析，提出了碳纤维环包受剪截面时受剪承载力的计算公式，当受剪截面无法实现环包时，本文试验了可以达到环包效果的附加锚固措施。 为考虑碳纤维布加固梁在火灾情况下的性能，本文还进行了碳纤维加固梁的防火性能试验研究，提出碳纤维加固梁的防火设计建议。 最后，本文按照可靠度的方法探讨了碳纤维材料设计强度的取值，并对受弯承载力的计算公式进行了可靠度分析。文末对碳纤维加固梁的正截面受弯和斜截面受剪承载力设计计算以及特殊设计要求提出了设计建议。