预应力混凝土(PC)箱梁桥具有施工便捷、便于养护、造价较低等优点,在世界范围内得到了广泛应用,但该类桥梁普遍出现了严重开裂和过度下挠等病害,已严重影响桥梁的使用性能与结构安全。因此,开展相关研究具有很强的理论意义和工程应用背景。本文在广泛调查研究的基础上,另辟蹊径,从温度场、湿度场、力场(热–湿–力)多场联合作用机理入手,考虑混凝土凝结硬化过程中的多因素共同作用,建立了适用于PC悬浇箱梁桥的热–湿–力多场联合作用效应分析方法,分析了PC箱梁桥的时变结构行为。本文首先介绍了温、湿度场传导的控制方程,明确了温、湿度场耦合传导机理,建立了温、湿度场耦合传导分析模型,厘清了温、湿度场变化对应力场的影响机制,奠定了温、湿度场作用效应分析的理论基础。然后,在总结温、湿度场分析方法的基础上,提出了混凝土梁桥热–湿–力多场联合作用效应分析理论框架,建立了基于ABAQUS的数值分析方法,通过对典型试验的模拟计算,验证了所提方法的准确性。随后,为分析PC箱梁桥在复杂应力状态下的徐变行为,建立了混凝土三维非线性徐变效应分析方法。通过徐变泊松比提出了复杂应力状态下的徐变预测模型;以混凝土塑性损伤本构模型为基础,建立了混凝土三维非线性徐变本构方程,提出了相应的数值分析方法,并嵌入到有限元软件ABAQUS中;通过典型徐变试验验证了方法的准确性。最后,以某悬臂浇筑大跨PC箱梁桥为例,分析了腹板开裂原因及各因素的影响程度;以苏通大桥辅航道桥为例,模拟了寒潮侵袭下的主梁温度场,并与主梁断面温度实测值进行了对比,分析了寒潮侵袭作用下的温度效应;以另一主跨220 m的连续刚构桥为例,综合考虑环境温度变化、预应力损失、梁体损伤演化等多因素共同作用,分析了大跨悬浇箱梁桥主梁的空间时变应力与跨中长期下挠规律;另外,为提升本文所提方法的实用价值,建立了基于梁单元模型分析结果的修正方法,用以反映收缩徐变的三维特性和徐变的非线性特征等因素对跨中长期下挠的影响。