本发明公开了一种利用多层预应力纤维布加固混凝土梁的施工方法。设置一种多层预应力纤维布加固梁的张拉和锚固装置，包括固定端支座、张拉端支座、固定端锚具、张拉端锚具、夹片、锚固短螺杆、锚固长螺杆、化学螺栓、纤维布、预应力施加框架和千斤顶。通过多层预应力纤维布加固梁的张拉装置和锚固装置实现纤维布的张拉和锚固。本申请的施工方法操作方便，可施加较大的预应力，且多层纤维布受力均匀、等长，同时预应力施加框架可重复使用。