铝合金材料具有比强高、耐腐蚀、变形性能好、容易挤压成形、耐低温的优点。采用铝合金材料加固钢筋混凝土梁结构,在提高承载力的同时具有很好的延性和耗能能力,特别适用于侵蚀环境及寒冷环境下的加固工程。对铝合金加固钢筋混凝土梁结构进行研究,是钢筋混凝土结构加固理论有益的探索和完善。作为铝合金板加固钢筋混凝土梁的研究基础,对铝合金板与混凝土的粘结性能进行了试验和理论研究。进行了 129个试件的铝合金板与混凝土的粘结性能的面内单剪试验,讨论了混凝土强度、铝合金板宽度和厚度、粘贴长度、附加锚固方式（U形箍、化学螺栓）和表面处理等因素对铝合金板和混凝土块体粘结性能的影响,得到了铝合金板和混凝土连接的粘结破坏典型特征、极限粘结荷载、剪应力分布曲线和粘结滑移曲线。结合试验数据的统计回归分析,提出了计算铝合金板与混凝土的粘结强度修正Niedermeier模型,得到了有效粘结长度计算公式,为铝合金板加固钢筋混凝土梁提供了理论基础。对4根钢筋混凝土基准梁、24根铝合金板加固钢筋混凝土梁进行了抗弯试验,测量试验梁从加载到破坏整个过程中铝合金板、钢筋和混凝土的应变值、梁的挠度变化和裂缝开展过程,探究铝合金板加固钢筋混凝土梁的破坏规律、应变发展、应力分布和变形特点,研究锚固方式、配筋率、铝合金板配板率和混凝土强度对铝合金板加固钢筋混凝土梁破坏方式、开裂荷载、屈服荷载和极限荷载等力学性能的影响,为铝合金板加固钢筋混凝土梁加固设计和校核提供试验依据。试验中,4根钢筋混凝土基准梁发生了适筋破坏,24根铝合金板加固钢筋混凝土梁的破坏模式存在以下几种类型:（1）适筋破坏;（2）铝合金板板端剥离破坏;（3）中部裂缝剥离破坏;（4）超筋破坏。试验表明,采取有效附加锚固措施的铝合金板加固钢筋混凝土梁,铝合金板和混凝土梁协同工作共同抵抗外载,抗裂性能得到了改善,承载能力得到了大幅度提高,延性没有明显的降低。对发生适筋破坏的铝合金板加固钢筋混凝土梁受力性能进行了理论分析,结合计算机程序对铝合金板加固钢筋混凝土梁进行了正截面受力全过程分析。为了方便工程应用,结合加固梁的特点,讨论了铝合金板加固钢筋混凝土梁的简化设计方法;借鉴普通钢筋混凝土梁理论,提出了铝合金板加固钢筋混凝土梁的最大裂缝宽度计算理论和变形验算方法,理论结果和试验结果符合很好。作为研究负载状态对铝合金板加固钢筋混凝土梁受力性能影响的基础,进行了 4根不同加、卸载情况的普通钢筋混凝土梁的滞后应变试验,得到了卸载后钢筋、混凝土应变、梁的挠度变化规律,得到了不同加载历史条件下的滞后应变;随后考虑完全卸载、部分卸载和不卸载3种加载历史,进行了 7根铝合金板加固二次受力钢筋混凝土梁的抗弯试验,研究了梁的初始损伤对铝合金板加固二次受力梁的抗裂性能、承载力和变形性能的影响。根据不同的初始应力应变状态,分完全卸载、部分卸载和不卸载3种情况,推导了滞后应变理论计算公式。在对滞后应变影响因素分析的基础上,得到了滞后应变的简化计算公式;结合铝合金板加固二次受力钢筋混凝土梁的抗弯试验结果,提出了铝合金板加固二次受力钢筋混凝土梁的简化设计方法。以上理论结果与试验结果符合很好。为了消除负载加固钢筋混凝土梁滞后应变不利影响,提高加固梁抗裂性能、抗弯刚度、延性和承载力等力学性能,提出了一种采用体外预应力铝合金筋体加固钢筋混凝土梁的新型结构,一种简单有效建立铝合金筋体预应力的新型技术。进行了 8根体外预应力铝合金筋体加固钢筋混凝土梁的抗弯试验,考察了预应力水平、加载历史和铝合金筋体位置对加固梁力学性能的影响。试验表明,体外预应力铝合金筋体加固钢筋混凝土梁全面提高了梁抗裂性能、抗弯刚度、延性和承载力。区别于其它传统预应力结构的脆性破坏,由于铝合金材料良好的变形性能,发生了典型的塑性破坏。随后提出了简化设计方法,进行了理论结果与试验的对比验证。