面临老旧钢结构桥梁疲劳退化问题,与整桥彻底翻修加固相比,寻找新的可抵抗结构进一步疲劳损伤的方法,用于结构局部损伤部位加强显得更为经济、合理。碳纤维复合材料（CFRP）因自身具有较高的弹性模量、自重较轻等优点而在钢结构桥的局部疲劳损伤加固中得到广泛应用。目前粘贴CFRP材料加固方法普遍存在的问题是循环荷载持续作用下,加固系统失效往往是由于粘结层的界面失效造成的,并且在腐蚀环境中CFRP材料脱层概率大大增加,这将直接导致CFRP材料的高强性能无法被充分利用。为此,本文以钢结构桥易于开裂的疲劳敏感细节为研究对象,重点关注无粘结预应力CFRP板加固方法对钢梁疲劳性能的影响。基于试验研究与理论分析,对影响加固效果的关键参数进行了讨论分析。主要研究结论如下:（1）首先开展含过焊孔细节钢梁疲劳试验研究,依据试验观测裂纹扩展规律,得到含过焊孔细节钢梁加固前、加固后的疲劳破坏模式。（2）依据疲劳试验结果,采用考虑焊接接头局部效应的有效缺口应力S-N曲线方法求解结构的总疲劳寿命。通过CFRP板预应力水平参数分析得到无粘结预应力CFRP板加固方法作用方式为:通过改善过焊孔细节附近区域的应力分布情况,减小疲劳热点位置处的有效缺口应力集中系数Kf,从而提升结构的疲劳寿命。（3）基于线弹性断裂力学理论,模拟含过焊孔细节钢梁热点位置处裂纹扩展规律。通过比较裂纹尖端应力强度因子幅值得到两类焊接钢梁热点位置处裂纹尖端ΔKIII对ΔKeff的贡献远大于ΔKII,而ΔKI对ΔKeff的贡献远大于ΔKIII、ΔKII,进一步分析得到钢梁过焊孔细节热点位置处的裂纹扩展类型是以I型为主的复合型扩展类型。（4）通过对比含过焊孔细节钢梁热点位置处裂纹扩展过程中裂纹尖端关键点位置处应力强度因子幅值,并对CFRP板预应力水平参数分析得到无粘结预应力CFRP板加固方法的作用方式为:减小裂纹尖端ΔKI数值,且裂纹尖端ΔKI数值减小幅度随CFRP板预应力水平的增加而增加,进而减小裂纹尖端ΔKeff数值。（5）通过裂纹形状参数分析得到,初始裂纹形状对含过焊孔细节钢梁裂纹扩展寿命、疲劳裂纹扩展规律的影响可以忽略不计。偏于保守估计含过焊孔细节钢梁的疲劳裂纹扩展寿命,钢梁过焊孔细节热点位置处的初始裂纹状态可确定为:a0=0.50 mm且a/c=1.0,裂纹面垂直于梁纵轴方向。