碳纤维复合材料加固混凝土构件作为一种新型加固技术已被广泛应用于土木工程领域。国内外很多研究机构对其进行了大量的试验研究,并得出很多有价值的理论。但是在实际工程中,利用碳纤维布加固混凝土构件还存在一定缺陷:经碳纤维布加固的混凝土构件在加固前已经处于一定的受力状态,因而在进一步加载后,碳纤维布的应力要远远小于混凝土的应力,这就导致了碳纤维布的高强性能得不到充分发挥。为了揭示预应力碳纤维布加固混凝土梁的效果,分别采用普通碳纤维布和预应力碳纤维布对两组共八根不同配筋率的钢筋混凝土梁进行抗弯性能试验研究。本文自主研发了一套预应力碳纤维布张拉装置以解决碳纤维布张拉技术问题。试验分析了预应力碳纤维布加固混凝土梁的屈服荷载、极限荷载、钢筋应变、裂缝开展、抗弯刚度等性能指标,并分别比较了预应力碳纤维布与普通碳纤维布、不同预应力水平碳纤维布的加固效果。通过理论计算和ANSYS有限元模拟相结合的方法针对试验结果进行对比分析。结果表明采用预应力碳纤维布加固混凝土梁可以充分发挥碳纤维布的高强性能,预应力碳纤维布加固的混凝土梁要比普通碳纤维布加固混凝土梁的承载力,刚度等性能指标都有明显提高,而且施加预应力越大,提高的效果越明显,并提出了屈服荷载和极限荷载的简化计算公式。