大跨径PC箱梁桥具有良好的结构性能,能适应现代施工的要求,在100m~300m跨径范围内得到广泛的应用。随着大跨径PC箱梁桥向宽幅、薄壁的方向进一步发展,一直伴随着PC箱梁桥发展进程的各种问题不断暴露出来,诸如梁体裂缝、主梁下挠等。为解决上述病害,在设计中常常需要在变截面箱梁桥中的曲线底板施加大吨位的纵向预应力。在此种情况下,曲线底板处于高开孔率、高应力状态下,在近几年发生了不少大跨径PC箱梁桥在施工底板合龙时或底板合龙束张拉完毕后压浆之前的一段时间内出现底板开裂甚至底板崩裂等病害,从而严重制约了该类桥梁的推广和应用。为解决此类问题,科研工作者投入大量的资源研究导致底板开裂的原因及处治对策,并取得了相应的研究成果。但是,相关研究成果更多的是停留在就某个单项工程案例的定性分析的层面,并未对其产生的原因、裂缝发展机理及防治对策进行系统的研究和定量的参数化研究,导致相关研究成果并不具有实际应用价值。本文研究工作如下:(1)对国内外的箱梁底板破坏案例进行了系统的收集、整理及分析工作,调查了国内外对此类问题研究的现状和成果,对导致大跨径PC箱梁桥底板破坏的主要因素进行了分析,指出了我国桥梁设计规范对该类桥型设计方法存在的不足之处。(2)利用数值计算手段对大跨径PC箱梁桥底板破坏典型案例进行了精细化分析,阐明了箱梁底板裂缝出现的机理及底板中不同普通钢筋的作用机理。(3)大跨径PC箱梁桥底板破坏的是由底板合龙束引起的等效径向力的拉应力引起的,为此采用弹性力学的方法推导了等效径向力计算表达式。并推导了管道定位、折线拟合等引起的误差修正系数,指明了定位误差在该修正系数中占主导地位。(4)从箱梁底板设计和构造参数两个角度,对影响大跨径PC箱梁桥底板抗裂性能的相关因素进行了定量参数化分析,如底板曲线指数、底板宽度及厚度、波纹管间距及保护层厚度等,获得箱梁底板抗裂性能敏感性参数,为箱梁底板设计参数的优化和施工误差控制要求的确定提供了依据。(5)根据箱梁底板抗裂性能参数化研究成果,结合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004》及《公路桥涵施工技术规范JTG T F50-2011》,提出了适合大跨径PC箱梁桥底板构造设计和配筋设计的合理建议。本文的创新点主要由以下几点:(1)大跨径PC箱梁跨中区底板破坏主要是由箱梁底板合龙束产生的等效径向力引起的,该径向力主要由底板合龙束自身产生的等效径向力和管道定位误差产生的附加径向力两部分组成的。本文采用弹性力学方法推导了等效径向力的表达式,并将其与试验测试值及有限元数值进行验证,证明了本文所推导等效径向力计算表达式的有效性和可行性。(2)针对经典等效径向力计算公式认为等效径向力是一定值,而实际该等效径向力并非为一定值,经典等效径向力与真实径向力之间存在一定误差,该误差主要由底板合龙束定位误差和底板合龙束折线拟合误差两部分引起的,分别建立其误差计算图式,推导了两种误差修正系数的不同表达式。研究指出定位误差修正系数在该误差修正中占主要地位。(3)在设计大跨径PC箱梁时应注意从以下角度考虑:(1)尽可能选用曲线指数较大的线形,选用缓和曲线加以过渡;(2)建议规定管道定位误差不得大于5mm;(3)在主跨合龙段左右两侧2~3个节段范围内,定位钢筋间距为50cm;其余节段的定位钢筋间距为100cm;在两节段相交位置附近1m范围内,定位钢筋间距为25cm。