碳纤维增强复合材料(CFRP)因其优越的材料性能和便捷的施工工艺，被广泛应用于梁桥的抗弯加固中，而对于混凝土桥这类自重占比较大的桥梁，加固前已承受一定荷载，加固后继续承受荷载则处于“二次受力”状态。为实际研究二次受力状态对CFRP抗弯加固混凝土梁桥力学性能的影响，依托国家自然科学基金面上项目“纤维增强复合材料加固梁桥的时变受力行为研究”(项目批准号：51778532)，进行了5根矩形截面RC简支梁在不同持载水平下的CFRP布抗弯加固试验研究，试验梁包含1根未加固梁、1根无预载加固梁和3根持载水平分别为30%、60%和90%未加固梁极限荷载的二次受力加固梁，利用反位加载装置进行预载、持载加固及加载破坏。
　　试验中除直接加固梁发生跨中CFRP局部断裂外，3根持载加固梁均发生CFRP与混凝土保护层的剥离破坏，且在CFRP断裂或剥离前，最大弯矩区的CFRP应变均达到相关规范建议的容许值，即在CFRP退出工作前达到抗弯承载力极限状态。
　　试验结果表明，CFRP对梁开裂荷载提升很小，对屈服荷载有一定提升，而对极限荷载的提升较为显著；二次受力对加固梁屈服荷载影响较大，其与初始荷载线性负相关，而初始荷载对极限荷载影响较小，90%持载加固梁的极限荷载仅下降不到10%，且当CFRP强度发挥充分时，二次受力对加固梁破坏时的受压区高度影响很小。
　　CFRP对梁使用阶段的截面刚度提升较小，而对梁屈服后的截面刚度提升较大；二次受力对加固梁使用阶段的刚度提升有微小不利影响；若破坏时CFRP强度可充分发挥，则二次受力状态可提升加固梁的延性。
　　加固对梁使用阶段的裂缝发展有显著抑制作用，加固梁裂缝形态呈现“细、密、多”的特征；二次受力会削弱加固对梁裂缝发展的限制，初始荷载增加时，加固梁的平均裂缝间距、最大裂缝宽度和裂缝分布范围均呈增加趋势。
　　提出了CFRP应变与受拉钢筋应变比例关系的修正系数，进而推导了不同内力状态下的滞后应变计算公式及二次受力加固梁屈服承载力计算公式；提出了破坏由CFRP应变控制时的受压区混凝土合力确定方法，给出了加固梁各受弯破坏模式下极限承载力的计算公式；分析了配筋率、加固量及滞后应变对极限承载力的影响规律，其中滞后应变对极限承载力影响较小，后者仍主要取决于配筋率与加固量。
　　推导了二次受力加固梁各阶段的截面刚度计算公式，进而提出了加固梁极限挠度的计算方法；提出了二次受力加固梁平均裂缝间距和最大裂缝宽度的计算公式。
　　提出了基于破坏模式控制的CFRP抗弯加固量限值计算方法及5种准则下的合理加固量计算方法，分析了不同因素对各方法计算结果的影响规律，总结了各方法的适用范围；分析了加固量和二次受力对CFRP利用率的影响规律。