伴随工业技术的蓬勃发展,钢结构在大型设备中的应用日益广泛,但在长期服役过程中难免受到各种形式的损伤与腐蚀。传统的钢结构加固方式耗时费力且对原结构产生新的损伤,而碳纤维增强复合材料加固钢结构新型方法具有施工便捷、无残余应力且不增加自重的优点,但其加固方法与加固效果仍处于研究过程中。本文针对一台存在腐蚀与损伤的大型造船龙门起重机大跨度钢主梁拟采用粘贴碳纤布进行抗弯承载力加固修复研究,主要完成了以下工作:首先,建立“板壳—弹簧—板壳”有限元仿真模型,并对碳纤维布加固原主梁进行仿真计算。在建立原主梁的有限元模型后对胶层微元进行受力分析推导出弹簧单元的实常数计算方法,结合实际情况在碳纤维布单元与胶层单元节点间施加位移约束方程,最后根据仿真结果对加固效果以及碳纤维布、胶层应力分布特点进行分析。其次,以经典相似理论为依据通过相似设计方法以结构应力与位移为关键物理量,建立大跨度钢主梁的缩尺物理试验模型,推导过程中将缩尺模型内侧的加强筋板等效简化考虑进四周盖板板厚内,保证了缩尺模型的合理性与可实现性,据此加工制造出4根试验梁用于后续试验研究。这为类似薄壁大截面箱型结构件缩尺物理试验模型的建立提供参考。然后,设计试验方案,针对不同碳纤维布加固层数、环境温度、盐度腐蚀下的碳纤维布加固试验梁,进行试验研究,分析这些因素对加固效果的影响。根据试验状态可知,碳纤维粘贴加固试验梁具有一定加固效果,但环境温度对加固效果影响重大。修复结构最终的失效形式均为试验梁屈服后碳纤维布发生脱胶。最后对试验数据进行分析与总结,得出不同粘贴层数、不同环境温度、经盐度腐蚀在不同温度下试验梁的跨中载荷—挠度曲线与载荷—应力曲线,以及碳纤维布在加固过程中应变大小与分布曲线并得出相关结论。且通过试验结果与仿真计算结果对比验证了本文所提“板壳—弹簧—板壳”有限元模型的正确性,弥补了试验过程中无法测得胶层应力应变参数的缺陷。