混凝土梁桥是一种比较常见的桥梁类型,对于使用范围较为广泛的箱梁桥,其开裂问题较为普遍。其中又以箱梁腹板的开裂最为常见,针对其腹板的开裂问题,本文提出了一种施加竖向预应力增强无腹筋矩形梁抗剪性能的结构,为其改善钢筋混凝土箱梁腹板的抗剪性能研究提供参考。本文将结合试验和有限元软件对施加竖向预应力的无腹筋矩形梁进行分析和讨论。在试验测得数据和有限元分析数据吻合良好的情况下,以竖向预应力孔道灌浆的饱满度、预应力筋的张拉力大小和预应力筋的间距为参数进行有限元模拟,并对其抗剪性能进行比较。具体研究内容为:通过不施加竖向预应力筋和施加竖向预应力筋的梁为依据,研究试验梁在加载过程中挠度的变化、钢筋混凝土的应变以及最终破坏形式等;通过试验数据,研究几种情况下试验梁的受力特征,主要内容包括梁体挠度变化、裂缝特征以及破坏形态等;通过MIDAS/FEA,对混凝土梁进行有限元分析,并与试验过程中得到的结果相对比,研究有限元软件分析结果和试验时所测得结果的相似程度;通过试验时收集到的数据对有限元模型的里的参数进行反复调整,在有限元软件模拟结果和试验结果吻合良好的情况下,利用有限元软件建立不同参数条件下的模型并对其进行分析,以求为实际施工过程中箱梁抗剪承载性能提供依据。本文主要研究结论如下:(1)施加竖向预应力可以较大程度上提高无腹筋梁的极限抗剪承载力,相比于普通无腹筋梁,施加竖向预应力对试验梁的抗剪承载力提高了约120%;(2)施加竖向预应力可以改变无腹筋矩形梁的破坏形式,并能够较大程度上增加梁体的延性;(3)灌浆饱满度对梁体的抗剪承载力和延性有一定影响,相较于4组灌浆不饱满的梁,灌浆饱满的梁极限承载能力提高了约4.3%;另外,研究表明灌浆不饱满会引起梁体的提前开裂,并会对梁体的抗剪性能产生削弱;(4)不同预应力大小对梁体的抗剪性能会产生影响,在对梁体进行预应力进张拉时,适当增加预应力筋的张拉力能够改善梁体的抗裂能力,减缓斜裂缝的产生,并且能够提高梁体的抗剪性能;(5)不同预应力间距对梁体的抗剪性能有较大的影响,随着预应力间距的增大,梁体的抗剪性能逐渐减小,预应力间距最小和最大的两组梁极限承载能力相差了约3%,说明适当减小预应力间距可以改善梁体的抗剪性能。