为满足经济和科技的飞速发展,全国各类建筑迅速崛起,土木工程得到蓬勃的发展。高强混凝土因其强度高和致密性好等优点在高层、大跨结构领域中被广泛的应用。但伴随着时间的推移,由于自然老化或者腐蚀等原因,现存的部分房屋及桥梁建筑渐渐出现破坏。若将这些建筑物拆掉重建,会造成严重的经济损失及不必要的浪费,最高效的解决途径便是进行结构加强。碳纤维材料(CFRP)具有高抗拉性、材质较轻、耐腐蚀等优点而引起学者的广泛关注,给混凝土加固领域的研究学者提供了新的探索方向。碳纤维加固混凝土结构在受力过程中依旧被复杂环境影响。因此,探究环境老化作用下碳纤维材料加固混凝土结构的性能变化至关重要。本文分析了预应力水平、湿热温度、试件尺寸对CFRP加固高强混凝土梁抗弯性能的影响。通过研究得到以下结论:(1)探究CFRP预应力水平变化对加固试验梁抗弯性能的影响。试验表明:在高强混凝土梁底粘贴CFRP布使试验梁的承载能力得到提升;CFRP预应力水平越高,承载能力提升效果越明显;梁底粘贴CFRP布能延缓混凝土裂缝出现的时间并抑制裂缝的发展,减小实验梁的弯曲变形,提高实验梁抗弯刚度,使CFRP布抗拉性高的特点得到发挥;试验梁破坏形态主要为CFRP剥离破坏,并且CFRP预加应力水平越高,试验梁发生剥离时CFRP布粘下的骨料越多。(2)探究湿热温度对加固试验梁抗弯性能的影响。试验表明:在湿热环境作用下,CFRP加固高强混凝土梁的承载能力有不同幅度的降低,并且温度越高,下降幅度越大;在相同湿热温度下,CFRP预应力水平越大,试验梁承载力下降幅度越大;在相同预应力等级下,随着温度的提升,试验梁发生剥离时CFRP布粘下的骨料逐渐减少;在湿热环境中,预应力的施加使界面黏结性能的劣化程度加剧;湿热劣化后,试验梁破坏界面由混凝土保护层转变为树脂粘结层。(3)探究湿热环境中试验梁尺寸大小不同时抗弯性能变化情况。对比分析了试验梁的开裂荷载、极限荷载、延性系数和CFRP应变分布情况。试验表明:在湿热环境下,试验梁尺寸变化对预应力CFRP加固效果无显著影响;尺寸的变化使试验梁破坏模式产生差异,试验梁破坏模式主要为弯曲裂缝引起的粘结界面发生剥离,部分为剪切段裂缝引起的剥离破坏。