大量调查表明,预应力混凝土薄壁箱梁桥存在着大面积的典型开裂现象,如腹板斜裂缝,这影响了其在公路建设中的进一步推广和应用。加深对预应力混凝土薄壁箱梁桥开裂问题的研究,对提高桥梁的使用寿命和使用性能以及对今后的设计提供有益的借鉴,以避免类似问题的出现,是十分紧迫和有意义的。 本文主要结合空间有限元分析对腹板斜裂缝成因进行了研究。以湘江上某桥为工程背景,建立局部空间模型,对结构在最不利荷载下的响应进行了分析,并通过空间计算结果与相应工况下平面结果的对比分析,指出偏载下箱梁局部变形产生的附加剪应力在1MPa内,附加竖向正应力、附加纵向正应力不大,主拉应力差别比较大。空间计算表明,背景桥在组合Ⅰ下σ₁基本上无压应力储备,而平面计算结果σ₁最小压应力储备为1.2MPa。本文还建立了腹板空间分析模型,分析了竖向预应力筋作用下的各项力学效应,给出了计算竖向预应力筋弹性压缩损失的简化式,通过竖向预应力敏感性分析得知,主拉应力对竖向正应力效应非常敏感,所以正确估计有效竖向预应力值是控制主拉应力的关键。最后结合空间分析结论指出,常规设计计算中没有完全把握箱梁应力分布特征,主拉应力安全储备不够,是腹板开裂的可能原因之一。竖向预应力各项损失估计不足是腹板开裂的另一个主要原因。