碳纤维增强复合材料(CFRP)加固具有施工方便、周期短、不增加结构自重等优点,近年来应用日趋广泛。将碳纤维片材简单地粘贴在受弯构件上进行加固时,往往到受弯构件破坏时碳纤维片材中的拉应力仍然不高,材料强度得不到充分利用。特别是在实际加固工程中,被加固构件往往存在初始荷载,此时若采用普通的碳纤维片材加固,则在二次受力过程中碳纤维片材的应变将比梁中钢筋的应变滞后更多,加固效果就更不明显。因此,预应力CFRP加固技术具有重要的应用价值。本文通过3根足尺T形钢筋混凝土梁构件的试验(其中包括一根二次受力试验梁),在综合考虑碳纤维加固量、预应力度等因素的基础上,研究预应力CFRP片材体外加固混凝土受弯构件(一次受力和二次受力)的力学性能,包括承载力、破坏形态、挠度曲线和弯曲曲率关系,并研究二次受力对试验构件受力性能的影响。试验研究结果表明:采用预应力CFRP片材体外加固混凝土梁,CFRP片材的强度可以得到充分的发挥;波形齿夹具锚可以在较高应力水平下可靠地张拉和锚固CFRP片材;与普通CFRP布加固相比,CFRP层数可以根据需要确定(本次试验已达到12层),同时可以根据需要分段采用不同的加固量,从而达到合理利用CFRP片材的目的,更具有实际工程意义(普通CFRP布加固最多不能超过四层,应用于工程实践时加固量偏小);二次受力构件的屈服荷载和变形性能方面与一次受力构件相比有所降低。在试验研究的基础上,本文借鉴体外预应力混凝土的计算理论,分析了体外预应力CFRP加固混凝土二次受力试验梁的极限受弯承载力。分析结果初步表明,本试验的预应力CFRP片材体外加固混凝土的二次受力梁,可以采用体外预应力理论进行分析。