近年来,纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Plastics,简称FRP)被越来越频繁的使用在各种房屋和桥梁加固工程中。其中碳纤维材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics,简称CFRP)因其强度高、质量轻、耐腐蚀等优点,是纤维类材料中迄今为止应用于土木工程领域最早、技术最成熟、用量最大的一种高科技材料。而使用单向碳纤维浸渍树脂硬化而成的CFRP板,其加固效率高,产品和施工质量可控,具有更好的补强效果。同时研究发现,对CFRP板施加预应力可以有效解决加固材料应变滞后的问题,充分发挥材料的强度储备。对于预应力CFRP板加固技术来说,其核心是一个性能稳定优异的张拉锚固系统,然而现有锚固系统大多体积庞大、锚具笨重且施工困难,给现场施工带来不便。同时现有的CFRP板锚固系统大多采用“先楔后张”的施工工艺,在达到张拉控制应力后,系统的反力体系将被无法避免的保留在结构上,操作不够灵活。本文在已有研究的基础上,完成了新型锚具体系的研发及其性能测试、原位张拉系统的施工工艺的研究、原位张拉系统加固钢筋混凝土T梁的抗弯试验研究以及预应力CFRP板加固钢筋混凝土T梁的理论研究。主要研究内容如下:(1)对碳纤维板夹片式锚具做了进一步研究,并基于强度理论及有限元分析对锚具的关键尺寸进行设计与校核;针对现有夹片锚固性能不稳定的缺陷进行优化,设计出七种不同形式的夹片,并夹持CFRP板进行静载试验。该试验模拟真实情况下的施工工艺,将锚板在地面锚固后组装张拉装置进行张拉,验证了上述张拉装置的适用性,并对不同夹片形式下预应力CFRP板的极限承载力、应力分布及预应力损失进行测试和分析;(2)创造性的提出了“先张后楔”的设计思路,自主研发出一套适用于加固混凝土结构的预应力CFRP板原位张拉系统,该系统由夹片式锚具和张拉系统组成。系统将张拉端锚具作为特质千斤顶的反力装置,并设计出一种可拆卸工具锚,不仅减小了开槽对结构的损伤,同时使多次张拉成为可能,为今后低弹模材料的加固以及大跨结构的加固提供基础;建立了基于原位张拉系统的预应力CFRP板加固钢筋混凝土梁的工艺体系,并为预应力纤维增强复合材料加固混凝土结构技术标准的编制提供了依据;(3)使用原位张拉系统对六根钢筋混凝土T梁进行了加固,完成了变量为预应力度、有无粘结以及有无锚具的加固梁抗弯性能的试验研究。对各个试验梁的荷载与位移关系、破坏模式、承载力、刚度、延性、裂缝形态与分布等进行较为详尽深入的讨论,同时对影响加固结构抗弯性能的因素进行了分析;(4)基于给定的材料本构关系模型和计算假定,根据力的平衡方程,推导出预应力CFRP板加固钢筋混凝土梁在预应力施加阶段的上下缘应力,以及正常使用阶段构件消压弯矩、屈服弯矩以及极限承载力的计算公式。同时基于混凝土结构设计规范提出了预应力CFRP板加固混凝土梁放张瞬时的预应力损失、构件的开裂荷载以及短期荷载效应下构件裂缝宽度的计算方法,并与试验结果进行比较,二者拟合效果较好。