流线型钢箱梁因自重轻、承载力高以及整体性强等优点,已成为大跨桥梁主梁的主要形式之一。然而,在长期车载及风载等持续作用下,大跨钢桥钢箱梁不可避免地会出现不同形式的疲劳病害,当疲劳病害积累到一定程度,其结构安全性往往会受到显著影响,需进行加固修复。相比于更换原材料、焊接修复等传统加固措施,纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer,简称FRP）因轻质高强、便于施工、耐久性优异等诸多优点而得到广泛关注和应用。研究表明,外贴FRP加固方法可以有效改善钢结构的疲劳性能;然而,对于大跨钢桥而言,其钢箱梁的受力状态以及工作环境较为复杂,关于FRP加固件在复杂应力、温度和腐蚀环境耦合影响下的性能研究尚不完善。因此,本文通过实验室试验、数值分析、实桥加固与监测,对基于FRP的钢桥箱梁疲劳加固方法进行了研究和探讨,具体工作及主要结论如下:（1）基于FRP的钢桥箱梁顶板焊缝面外疲劳加固试验研究提出了一种基于FRP角形件的钢桥箱梁焊缝面外疲劳加固方法,并对其进行了疲劳加载测试。研究表明,界面脱胶是该加固形式最主要的破坏模式之一;使用外贴FRP角形件的方法可以显著降低焊缝细节附近的应力集中,进而增加正交异性钢桥面板的疲劳寿命;数值分析表明,通过外贴FRP角形件,可以显著降低正交异性钢桥面板焊缝细节裂纹尖端的应力强度因子。（2）基于FRP的钢桥箱梁顶板焊缝疲劳加固实测研究采用本研究所开发的FRP角形件疲劳加固技术,对大跨钢桥正交异性钢桥面板焊缝细节进行了加固并开展了现场实测。实桥测试结果表明,外贴FRP角形件之后的焊缝区域的有效应力幅明显减小,降低幅度可达原有效应力幅的66.9%;相关数值分析表明,在最不利荷载工况下,加固后的钢桥箱梁顶板-U肋焊缝细节的Von Mises应力和裂纹尖端的应力强度因子均明显降低,分别为加固前的44.8%和18.0%。（3）不同养护环境下的GFRP-钢试件静力及疲劳性能研究采用双剪式对接GFRP-钢粘结试件为研究对象,以养护方式、养护温度和养护周期为参数,研究粘结试件在不同腐蚀环境下的静力和疲劳粘结性能。试验表明,与室温养护相比,腐蚀（湿热）环境会显著影响试件的失效模式,且经腐蚀的试件在静力拉伸强度方面出现不同程度的下降;相应地,其界面断裂能和疲劳强度也因湿热养护作用而发生不同程度的降低。通过研究单一循环下的试件能量耗散率,发现随着循环次数的增加,所有试件的能量耗散率Ed均不断增加,且经过湿热养护后,试件的Ed比参考试件增长速率更快。（4）不同温度下的GFRP-钢试件变幅疲劳性能研究对GFRP-钢粘结试件在两步、四步变幅加载下的疲劳性能进行了研究,测试了粘结试件在不同温度、不同荷载组合作用下的疲劳寿命。研究表明,GFRP-钢试件的疲劳寿命会随着试验温度的升高而降低;通过对疲劳加载后的试件进行拉伸试验发现,GFRP-钢界面的粘结强度在疲劳加载过程中持续退化。本课题通过分析组合试验的结果,基于非线性强度退化模型,采用了针对GFRP-钢粘结试件的修正模型,然后利用修正后的退化模型以及两步加载试验结果,对四步加载疲劳寿命进行了评估。评估值和试验值的对比结果证明,使用界面强度退化修正模型可以准确评估GFRP-钢粘结试件变幅加载的疲劳寿命。