变截面混凝土箱梁由于具有良好的结构受力性能，近年来得到了越来越广泛的应用。随着跨度的增大，为了抵抗荷载在顶板下缘产生的拉应力，设计者在顶板布置了横向预应力钢筋，但是在这一类的桥梁中，仍然出现了顶板纵向开裂的病害，可见实际工程中的横向预应力并没有达到设计中所期望的横向预应力值，没有考虑到变截面混凝土箱梁框架效应对横向预应力的影响是产生纵向裂缝的原因之一。在顶板的横向预应力张拉后，在顶板发生变形的同时，腹板和底板也会发生变形，就会抵消掉一部分的横向预应力，当腹板的高度、厚度以及底板的厚度发生变化时，其刚度也会发生变化，从而对横向预应力的影响程度也不一样。在变截面箱梁桥中，沿桥的轴向方向，研究不同截面的框架效应对顶板中心横向预应力的影响，只有对框架效应的影响做详细的研究，为设计预应力混凝土连续箱梁桥顶板横向预应力提供参考，预防顶板纵向开裂。利用ANSYS进行空间有限元分析，在相应截面进行顶板横向预应力的计算，通过ANSYS对腹板厚度变化对横向预应力的影响做模拟分析，得出腹板厚度对横向预应力有效性的影响。分析横向预应力在顶板的扩散角，以及在跨中时，当横向预应力张拉后，在顶板产生的纵向应力。针对预防顶板开裂，对施工中的问题提出建议。以黄家垄特大桥为研究背景，在箱梁的顶板中心按照横向预应力筋的实际位置埋置应变计，对顶板中心的横向预应力进行实测。将现场的实测横向应力与实桥模型计算结果进行对比分析，以验证空间建模计算结果的正确性。得出了变截面混凝土箱梁在框架效应的影响下，现场中顶板中心的有效横向预应力。在对比分析中，得出结论：现场实测的应力值也验证了空间有限元法计算的理论数值。实测横向应力曲线与理论横向应力曲线基本一致。最后总结了现行设计方法存在的不足，探讨了如何预防顶板纵向开裂等问题，提出了以后需要继续研究的问题。