本文以预张拉碳纤维布加固后的钢筋混凝土梁为研究对象，在全面总结国内外现有张拉锚固技术的基础上，开发出一套预张拉碳纤维布加固梁的施工机具，提出了实用的张拉加固施工工艺。主要研究内容如下： ⑴采用开发出的张拉装置和施工工艺，对14根设计参数不同的梁实施了加固和静力加载试验。通过试验全面认识了加固梁的破坏过程和机理，分析了预应变、加固量和持荷等因素对构件受弯性能的影响。预应变的增加使碳纤维布工作应变大大提高，增大了碳纤维布与胶层粘结破坏时的荷载值，提高了碳纤维布断裂的极限应变，充分利用了其受拉强度。试验中预张拉碳纤维布加固梁破坏形式均是受拉钢筋屈服后，碳纤维布断裂，梁顶混凝土未压碎。在这一破坏模式下，随着碳纤维布预应变和加固量的增加，加固梁的承载力和刚度均增大；不同持荷水平对加固梁极限承载力并没有影响，但对刚度有减小的作用。试验中碳纤维布加固梁的裂缝间距比未加固梁要小，预压区的存在使预张拉碳纤维布加固梁在相同荷载值下裂缝宽度比非预张拉碳纤维布加固梁小。试验结果证实使用预张拉加固工艺能有效提高碳纤维布强度利用率，增强构件受力性能。另外试验中发现，有强锚固的预拉碳纤维布能使梁剪压区混凝土保持较大面积，显著提高抗剪承载力。 ⑵以试验数据为基础，根据预张拉碳纤维布加固梁的受力特点，使用Diana软件建立有限元模型，采用分阶段分析和单元生死技术，对梁受力的全过程进行模拟，构件的受力、变形和裂缝形态的计算结果与试验结果吻合较好。使用所建立的有限元方法，设计不同参数进行了数值模拟分析，了解了不同因素对构件受力性能的影响。其中受拉钢筋配筋量、混凝土强度、碳纤维布预应变和加固量的增加能显著提高构件承载力。计算中加固梁发生受拉钢筋屈服后梁顶混凝土压碎而碳纤维布未断裂的破坏模式时，持荷水平增大到一定程度会显著降低构件承载力；配筋率、碳纤维布预应变和加固量对构件刚度均有明显的增大作用，混凝土强度对构件刚度影响不大，持荷水平对构件刚度有减小的作用。有限元分析结果显示采用预张拉碳纤维布加固梁，能消除碳纤维布应变滞后现象，显著改善持荷给构件所带来的不利影响。 ⑶在对预张拉碳纤维布加固梁的破坏模式进行全面的总结后，对加固梁的受力全过程进行了分析，考虑碳纤维布预应变和构件上持荷水平的作用，推导出加固梁的开裂、屈服和极限承载力计算公式；用大量试验和有限元数据进行了验证；与其他计算方法进行比较后显示，所建立的方法计算过程简单，计算结果精度较好，偏于安全；随后提出相应的受弯承载力设计计算流程。 ⑷根据试验现象对加固梁的刚度和裂缝变化规律做出总结，采用普通混凝土理论，对处于正常使用阶段的构件刚度和裂缝进行解析。发现预张拉碳纤维布加固梁比采用非预张拉碳纤维布加固梁刚度要大，预应变越大刚度越大，能明显减弱持荷对构件刚度的减小作用；碳纤维布预应变对裂缝间距没有影响，但预拉力使钢筋应力减小从而使裂缝宽度减小。