目前,国内外土木工程领域内大量采用碳纤维增强复合材料(CFRP)加固工程结构或结构构件。然而在传统的非预应力(粘贴)加固方法中,由于CFRP只能在结构构件开裂甚至屈服后才能发挥明显的作用,所以加固效果有限。预应力CFRP加固钢筋混凝土结构技术能够充分发挥了CFRP的高抗拉强度、质量轻等特性,同时又能有效控制裂缝的形成及扩展,改善构件的应力分布,因此近年来得到了越来越多的工程应用。然而对于工程应用而言,有关预应力CFRP加固RC结构件预应力损失的理论研究却相对不足,而且对端部FRP锚固对最大张拉控制应力的影响的相关研究基本没有。因此,开展预应力CFRP加固RC构件预应力损失和最大张拉控制应力的理论研究和实验研究,具有十分重要的科学意义和工程应用价值。本文通过采用先张法对由本课题组研发制造的一种新型CFRP——碳纤维薄板(Carbon Fiber Laminate,简称CFL)施加预应力,并以预应力CFL加固RC梁的整个过程为研究对象,对其预应力损失进行了实验研究和理论分析。同时建立预应力CFL加固RC梁的有限元模型,对CFL的最大张拉控制应力进行数值分析。本文的主要研究内容和结论如下:1)本文采用本课题组自行研发的锚夹具和张拉装置,通过先张法对碳纤维薄板(CFL)分别施加预应力水平为8%、15%和22%的预应力,并对先张法预应力CFL加固RC梁的预应力损失进行了实验研究。通过对测试结果的分析,将该类加固方法所对应的预应力损失分为五个阶段:第一阶段为张拉过程中的预应力损失;第二阶段为粘贴过程中的预应力增长;第三阶段为固化过程中的预应力损失;第四阶段为放张过程中的预应力损失,第五阶段为放张后预应力的长期损失。初步探明了不同预应力水平在不同阶段的预应力损失规律。2)为了掌握先张法CFL加固RC梁的有效预应力分布的一般规律,本文对预应力CFL加固RC梁的预应力损失进行了理论分析。通过分析可认为构成这五个阶段中预应力变化的主要因素有:第一阶段中主要由CFL在波形齿夹板中滑移和卸载千斤顶时锚具的接缝挤压变形引起;第二阶段主要由粘贴时CFL梁端与RC梁粘贴面的高差引起;第三阶段主要由CFL的应力松弛引起;第四阶段主要由混凝土的弹性回缩引起;第五阶段主要由混凝土的收缩徐变所致。同时,推导出了预应力CFL加固RC梁的有效预应力的理论计算公式。实验数据和理论计算值的对比分析表明,本文所推导的预应力损失计算公式能够比较准确地预测先张法CFL加固RC梁的有效预应力,理论计算结果与实验结果吻合得较好。3)为了让CFL充分发挥其抗拉性能,本文从加固梁受拉混凝土开裂、CFL拉断和锚固强度不足等三个方面对CFL最大张拉控制应力进行了理论分析,提出了最大张拉控制应力的理论计算公式。而且,深入探讨了端部全包FRP箍的锚固作用及其对最大张拉控制应力的影响。此外,通过ANSYS建立有限元模型,对放张后RC梁的预应力产生过程进行了数值模拟,建立了端部锚固FRP箍的宽度与最大张拉控制应力的关系,并将理论计算结果与数值分析结果进行对比,验证了理论计算公式的有效性。