随着交通荷载等级的不断提高,交通量的不断增加,桥梁服役年限的不断延长,许多桥梁已渐渐不能适应现代交通的要求。因此,对桥梁结构进行维修、加固和补强的研究及应用,改善桥梁的使用性能和延长桥梁的使用寿命,已引起了世界性的关注,这是一项具有重要的理论和现实意义的研究课题。本文首先介绍了桥梁加固维修的基本原则和主要方法,着重分析研究了碳纤维材料的性能。碳纤维增强塑料(CFRP)作为一种新材料在加固领域中备受重视,与传统加固方法相比,碳纤维具有高强、轻质和耐腐蚀等优点,并且施工快捷,不影响结构的外观和功能,具有广泛的应用前景。但是普通的粘贴加固方法无法发挥CFRP的高强特性,而预应力碳纤维布加固则可以有效地发挥CFRP的高强特性,抑制裂缝和变形的发展,改善使用阶段的受力性能。在参考目前预应力碳纤维布加固梁试验研究成果的基础上,对加固梁进行理论分析和数值模拟。首先基于平截面假定、无粘结滑移、无粘结剥离破坏假定,提出了预应力碳纤维加固混凝土梁全过程抗弯承载力计算公式。然后在以上三个假定的基础上,选择合理的混凝土、钢筋、碳纤维本构关系,利用ANSYS通用有限元分析程序对预应力碳纤维布加固梁进行非线性有限元分析,得到荷载—挠度关系曲线。最后由荷载—挠度关系曲线分析了预应力碳纤维加固混凝土梁的破坏过程,推导出相应挠度计算公式。在数值模拟和理论计算中均考虑了二次受力情况。对参考文献梁进行理论计算和数值模拟,其结果与试验相吻合,表明本文计算公式和数值分析方法的正确性,可以作为模拟试验的有益补充,为实际工程加固设计提供依据。