在混凝土结构的长期服役过程中,钢筋锈蚀已经成为了影响耐久性的主要问题之一,特别是在近海、沿海以及盐碱地质地区。为了解决钢筋锈蚀问题,采用纤维增强聚合物（Fiber Reinforced Polymer,FRP）代替钢筋,是比较好的解决方式。为了使用CFRP筋（Carbon fiber reinforced polymer reinforcement）替代预应力钢绞线用于预应力结构中,同时降低成本,本文采用高强钢丝与碳纤维复合制成了CFRP-钢丝复合筋（CFRP-steel wire composite reinforcement）,通过试验测试CFRP-钢丝复合筋制品的力学性能,并对CFRP-钢丝复合筋锚具进行研究和设计,为进一步设计FRP-钢复合筋预应力混凝土结构提供基础。本文的主要研究内容如下:首先,运用拉挤工艺制作了5种不同钢丝体积含量直径为5.2mm的CFRP-钢丝复合筋制品,并对制品进行了静力拉伸试验和剪切试验。试验结果表明,CFRP-钢丝复合筋应力-应变曲线呈线弹性,与相同直径的CFRP筋相比,CFRP-钢丝复合筋的弹性模量和抗剪强度均得到了提升,且极限强度仍能保持在2100MPa以上。使用高强钢丝与碳纤维复合制作CFRP-钢丝复合筋来降低成本的方法是可行的。然后,运用弹性力学的计算方法推导夹片式锚具的锚杯强度校核方法和尺寸初步拟定方法,并利用ABAQUS进行了有限元参数分析,重点分析了夹片长度、预紧力大小、锚杯倾角、摩擦系数、夹片类型和角度差对锚具锚固性能的影响。进一步,基于模拟结果设计了4种型号的夹片式锚具并进行了锚固效率试验,结合有限元模拟结果和试验结果,建议当锚杯外径尺寸为32mm时,锚杯长度取为90mm,角度差取为0.1°～0.15°,夹片类型选用两片四开式夹片。最后,通过对比等刚度设计和等配筋率设计情况下,FRP-钢复合筋梁与钢筋混凝土梁的荷载—挠度曲线,提出了比例等刚度的设计方法。并以铁路预应力简支梁桥为对象,结合现行铁路桥梁设计规范,对部分计算公式进行了理论修正。