我国基础设施经历了几十年的建设浪潮,许多混凝土桥梁长期遭受环境侵蚀和超载作用已不堪重负,大量结构带病服役、急需加固,否则易造成重大危害。纤维复合材料(复材)因其轻质、高效、环境友好的特征已经广泛的用于结构修复加固中。外贴FRP(Fiber reinforced plastic)复材是解决结构承载力不足问题的最流行的加固方法,但其过早剥离是影响材料性能发挥的关键因素,也限制了其更大规模的推广应用。混合粘贴FRP(HB-FRP)加固技术是FRP加固领域的一项重要技术突破,该技术结合FRP外贴法和机械锚固法,解决了FRP粘结易剥离的关键技术问题。该系统可以发挥更多钢扣件的作用使其达到更高的粘结强度,大幅提高结构承载能力。但混合粘贴中各粘结面作用的叠加造成其作用机制复杂,目前尚不能通过试验直接揭示其作用机理,没有得到简便可靠的粘结-滑移模型,也没有建立其剥离承载力计算方法。尚未形成混合粘贴抗弯加固的设计方法,不能预测其抑制剥离的抗弯承载力,限制了该技术的应用。FRP的配置率、钢扣件规格和分布是混合粘结FRP抗弯加固混凝土梁最重要的影响因素,但是关于这些问题的文献研究很少。FRP与混凝土的滑移会显著影响加固梁的荷载和变形发展,目前尚无法有效计算滑移量的大小,也无法实现满足强度和延性的设计。因此本文开展了混合粘贴FRP加固混凝土梁的界面粘结特性和抗弯性能研究。本文的主要工作及研究成果包括:(1)设计模型试验分离了混合粘贴中FRP粘结混凝土、正压力作用下的摩擦和FRP粘钢(销栓作用)三部分作用,混合粘贴FRP加固中销栓作用参与叠合的时序不同,造成了粘结发展延迟,其作用不能被忽略;三折线模型可较好地揭示混合粘贴的界面粘结本构特征,但由于存在销栓作用,还需考虑因销栓滑移造成的峰值应力延缓;采用本文提出的粘结-滑移关系标准测试方法可直接测试钢扣件位置的粘结-滑移关系;针对混合粘贴中销栓作用难以量化的问题,提出了钢压板无粘结系统,该系统设计简便、锚固有效、受力均匀、施工周期短,可基于普通粘贴和摩擦两部分叠加得到混合界面的粘结-滑移计算公式。(2)基于三折线粘结-滑移模型和通长混合粘贴的粘结特性推导,分析了钢扣件处非连续应力的受力特性,揭示了界面应力的发展规律,预测了混合粘贴的界面剥离荷载;增加压板宽度和普通外贴长度均可提高极限荷载和对应滑移量,但当普通外贴长度大于有效粘结长度时,极限荷载不再增加。(3)开展了混合粘贴加固体系的单向拉伸试验,得出完整的界面粘结-滑移本构关系;提出了基于PI(Partial interaction)模型的混合粘贴加固体系受力计算方法,系统分析了钢扣件间距、数量和分布模式对界面受力性能的影响;根据混合粘贴和普通粘贴粘结-滑移关系的特征,研究提出了相邻钢扣件不协同作用的临界间距;根据单个钢扣件的剥离承载力计算公式得到了多个钢扣件加固体系的剥离承载力计算公式,用模型试验和PI数值分析方法进行了校验。(4)能够引起局部剥离的裂缝宽度和界面粘结剪切力小于外荷载作用在两条裂缝之间的剪切力是发生剥离的基本条件;混合粘贴FRP加固解决了普通外贴脆性剥离的问题,改善了其破坏模式;研究提出了完整的混合粘贴FRP抗弯加固设计流程,得到了混合粘贴FRP抑制剥离的抗弯承载力计算公式。(5)基于模型试验,对比分析了不同钢扣件构造和分布下抗弯加固梁的破坏模式;建立了考虑钢筋和混凝土、钢绞线和混凝土粘结-滑移关系以及FRP和混凝土粘结-滑移关系的三维有限元模型,分析了梁长对钢扣件分布的影响,揭示了配纤率、压板宽度、螺栓规格和扣件间距等构造和设计参数对抗弯加固梁承载能力和材料利用率的影响规律。在进行抗弯加固设计时,上述构造和设计参数需要进行逐项设计并考虑各因素之间的相互影响,以达到满足设计要求的受力和破坏状态。(6)钢扣件分布影响FRP和混凝土之间的滑移应变,从而影响跨中控制截面的破坏模式和延性;由于滑移的存在,提高了按照混合粘贴FRP达到有效拉应变的抗弯承载力;FRP达到有效拉应变和混凝土压碎同时发生来分布钢扣件能同时满足强度和延性的要求,研究提出了基于有限元计算的半理论、半数值方法来确定钢扣件分布,建立了实施流程,在预应力混凝土T型桥梁加固中进行了应用。