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碳纤维板是一种新型的结构加固材料.该材料具有体积小、自重轻、耐久性和抗腐蚀性好、高强度等特点。将碳纤维板直接粘贴在混凝土梁受拉面以增强构件的抗弯承载力，已经运用于建筑、桥梁等工程结构，但这种方法不能充分利用碳纤维板的高强特性，对碳纤维板施加预应力可以有效的解决上述问题。
本文通过试验研究和理论分析，对碳纤维板与混凝土之间的粘结性能、预应力碳纤维板加固混凝土梁的受力性能、预应力碳纤维板加固混凝土梁的设计理论进行了较为深入、系统的研究，研究工作主要包括：
第一部分：设计一碳纤维板和混凝土的粘结弯曲试验，研究了碳纤维板与混凝土之间的粘结性能，分析了混凝土强度、碳纤维板粘贴长度等因素对粘结强度、粘结应力分布的影响。
第二部分：在利用柳州OVM机械股份有限公司开发的预应力碳纤维板专用锚具的基础上，完成了三根预应力碳纤维板加固的试验梁、一根非预应力碳纤维板加固的试验梁和一根未进行加固的试验梁在单调荷载作用下抗弯全过程试验，研究了预应力碳纤维板加固的试验梁的受力性能。分析了张拉控制应力、配筋率等因素对碳纤维板加固混凝土梁受力性能的影响。研究表明：预应力碳纤维板的加固效果明显好于非预应力碳纤维板。同时本试验也验证了柳州OVM机械股份有限公司的预应力碳纤维板专用锚具结构简单，易于操作，能可靠的把预应力施加到碳纤维板上。
第三部分：基于本文试验结果、分析结果以及国内外相关试验结果，对预应力碳纤维板加固混凝土梁的设计理论进行了研究，提出了预应力碳纤维板加固混凝土梁的设计建议。