工程实践中经常因为要延长混凝土梁的疲劳寿命而采用粘贴碳纤维布进行加固。预应力碳纤维布加固技术出现后，凭借其材料强度利用程度高、能改善被加固梁正常使用阶段性能的特点迅速成为混凝土结构加固技术研究的一个热点，但加固梁疲劳寿命延长的机理研究和理论分析甚少。本文通过10根混凝土简支梁的四点弯曲疲劳试验，对预应力碳纤维布加固混凝土梁的静力和疲劳性能进行了试验研究和理论分析。 本文主要研究工作如下：(1)进行了10根(非)预应力碳纤维布加固混凝土梁的疲劳试验，研究了疲劳荷载作用下加固梁的疲劳性能和疲劳寿命变化规律。 (2)基于双线性界面剪切滑移模型研究了碳纤维布可施加的最大初始预应力，给出了相应简化计算方法。 (3)提出了正常使用阶段(非)预应力碳纤维布加固混凝土梁中受拉钢筋应力、碳纤维布拉应力和混凝土受压边缘应力的计算方法，计算结果与试验结果吻合良好。 (4)建立了对未加固梁、非预应力碳纤维布加固梁和预应力碳纤维布加固梁统一适用的截面短期抗弯刚度计算公式，试验结果验证了刚度公式的正确性。 (5)总结了预应力碳纤维布加固混凝土梁可能发生的正截面受弯破坏模式，给出了不同破坏模式之间相互转换条件及常见破坏模式下加固梁抗弯承载力的计算方法，计算结果与试验结果对比吻合良好。 (6)引入局部应力－应变方法对预应力碳纤维布加固混凝土梁的疲劳寿命进行了分析，与以往常用的名义应力方法相比，该方法更能反映出(未)加固混凝土梁疲劳破坏的本质，当混凝土梁损伤后再加固时，也能按照本文方法得出加固梁剩余疲劳寿命。基于试验结果，本文还建立了(未)加固混凝土梁的实用疲劳寿命计算公式，依据实用公式得出了加固梁疲劳寿命200万次时受拉钢筋应力幅限值，考虑适当安全度后与现行规范规定值吻合。