由于箱形梁受力方面的优点，大跨径预应力混凝土箱形梁桥在近二三十年得到了广泛的使用。目前预应力混凝土箱形梁在施工和运营过程中出现相当数量裂缝病害，尤其是箱梁腹板斜裂缝。一般工程设计计算采用平面杆系有限元无法进行局部应力分析，因此，对箱梁及其预应力效应进行三维有限元分析具有重要意义。本文详细地论述了箱形截面梁的受力特点及分析方法，在考虑三向预应力的条件下，对箱梁腹板的应力状况进行了分析。为了探求竖向预应力对箱梁腹板主拉应力的影响，以一典型的变截面连续箱梁为例，基于大型有限元程序ABAQUS，采用三维实体单元建立箱梁整体空间分析模型，并用独立的杆单元模拟三向预应力筋的作用，对箱梁整体进行了应力分析；在大小不同的有效竖向预应力作用下，分析了箱梁腹板竖向应力及主拉应力情况；对箱梁竖向温差应力进行了分析，讨论了竖向温差作用下，箱梁腹板的应力分布。计算结果和分析表明：竖向预应力对控制箱梁腹板的主拉应力起到一定的作用，但当竖向预应力达到一定值后，竖向预应力的变化对主拉应力影响不大；竖向温差对箱梁肋板和腹板应力影响较大。本文同时分析了箱梁的剪力滞效应，采用ABAQUS实体单元建立空间有限元模型，并与采用空间梁单元的计算结果进行了对比分析，讨论了在预应力作用下的箱梁顶板和底板的正应力分布情况。