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钢筋混凝土箱梁由于具有截面开展、自重小、出色的抗弯和抗扭能力等特点,被广泛的应用于建造城市立交桥和高架桥。随着桥梁结构使用年限的增加,荷载、环境侵蚀或者地震等灾害的作用,钢筋混凝土箱梁桥会出现使用性能的退化甚至不再满足正常使用的要求,加之经济发展对桥梁服役能力要求不断提高,对性能退化的桥梁结构进行加固,成为对其安全、效益考量的必然选择的举措。目前,钢筋混凝土箱梁桥加固普遍选择具有轻质、高强、易于操作的碳纤维材料(CFRP)。在CFRP加固的研究中,通常以试件极限承载能力的改进来估算桥梁整体承载能力的提高,已经提出了一些理论公式来评价CFRP加固后的桥梁工作性能。但是,由于参数设定以及荷载工况的影响,这些公式往往是半经验半理论的,而且对于加固后结构或构件受力状态的变化过程没有形成系统的、统一的认识,许多隐藏在试验数据中的结构工作行为特征还未被发掘。因此,本文应用结构受力状态理论,对CFRP加固钢筋混凝土箱梁的试验数据进行受力状态建模分析,揭示加固箱梁在弯剪扭共同作用下的工作规律,主要如下:(1)阐述了结构受力状态理论的内涵与分析方法。阐述中,考虑了拟进行受力状态建模分析的CFRP加固箱梁试验数据特点,介绍了试验应变数据转换为描述受力状态参变量——广义应变能密度(GSED)——的方法;介绍了箱梁受力状态模式及其特征参数建模方法;介绍了探查结构受力状态的跳跃特征的趋势检验方法——M-K准则。进而,明确了进行加固箱梁受力状态分析拟揭示的结构工作规律。(2)应用试验箱梁试验应变数据建模获得箱梁的GSED,构建了箱梁整体受力状态特征参数——GSED和值,绘出其随荷载变化的曲线来反映箱梁的受力状态的演变特征,应用M-K准则判别曲线得到箱梁的特征荷载。进而,构建箱梁受力状态模式,如测点应变分布模式图、平截面受力状态模式等,考察对应于以上特征荷载的受力状态模式变化特征,验证箱梁受力状态演变的规律性特征。(3)对比不同加固方案下的钢筋混凝土箱梁GSED和值曲线——受力状态特征参数曲线、各自的失效荷载大小、以及箍筋测点应变分布模式图——受力状态模式,分析CFRP包裹方案对于箱梁受力状态特征的作用效果,结果表明:U形加固主要是对梁施加侧向加强,底部粘贴CFRP主要是对梁施加纵向加强。(4)采用结合有限元模拟的空间插值方法—数值形函数方法,对试验数据进行拓展,以深入进行箱梁受力状态特征分析。首先验证了数值形函数方法扩展数据的精确性,继而对试验梁跨中截面的应变数据进行插值,得到截面的应变场,再根据材料本构获取了截面应力场,进而通过积分得到截面的应变能密度,截面响应场模式的演变特征和应变能密度变化特征吻合了以上揭示的结构受力状态变化特征,鉴证了特征荷载的客观性、规律性。(5)使用ABAQUS对箱梁进行模拟分析,将模拟得到的数据与实测数据对比,验证模拟结果的精度。与试验数据一样,对模拟的数据进行受力状态建模分析,以M-K准则判别箱梁工作过程中的特征荷载,进而考察了箱梁在CFRP加固后,加固材料本身工作性能以及对混凝土工作性能的影响。