21世纪以来，中国桥梁建设取得世人瞩目的成就，中国预应力混凝土桥梁设计迎来了新的发展与挑战。本文讨论了混合体系和叠合梁的进展，以提高混凝土梁式桥的跨越能力和运营荷载的效率，包括波折钢腹板混凝土桥梁、混合梁体系及矮塔斜拉桥。
开裂和过度下挠是中国预应力混凝土桥梁的两个主要缺陷。本文总结分析了箱梁最常见的裂缝,并提出了完整验算应力和三层应力的创新理念,该理念可以完全揭示箱梁的空间性能,并可描述箱梁桥裂缝的产生过程。空间网格模型是可以完整得到三层应力的最合适、最直接的分析模型。文章最后还分析了过度下挠和抗剪配筋设计之间的联系,并简要介绍了新的抗剪配筋设计方法。

引用新世纪的中国桥梁建设（注：非企业自身设计产品）
自21世纪以来，中国进入了新一轮的建设热潮。在近十年来修建的众多大桥中，择要介绍5座代表性桥梁：
◆ 上海卢浦大桥（2003）
上海卢浦大桥是主跨550m的中承式钢拱桥。高耸的箱形截面拱桥外表美观并具有时代气息。卢浦大桥获得了2008年国际桥梁与结构工程协会（IABSE）杰出结构奖，这是第一座获此殊荣的中国桥梁。它也成为2010年上海世博会的科技地标。
◆ 上海东海大桥（2005）
东海大桥是中国第一座跨海大桥，总长32公里。两主通航孔是钢-混组合箱梁斜拉桥。该桥所有60m和70m的引桥均采用整跨预制、整跨吊装施工。
◆ 苏通长江公路大桥（2008）
苏通大桥是世界上第一座主跨超千米的斜拉桥，1088m的主跨创下了斜拉桥的世界纪录。苏通大桥副航道桥为268米预应力混凝土连续刚构桥，深水区段引桥为预制节段拼装而成的多孔预应力混凝土箱梁桥，采用上行式架桥机进行预制节段平衡悬臂施工。
◆ 南京大胜关长江铁路桥（2009）
大胜关铁路桥毗邻南京长江三桥。主桥是六跨连续铁路桥，其中两跨为跨径336m的中承式桁架拱。桥面由三片主桁架组成，宽度为40.4m，承受六轨道铁路交通。
◆ 舟山连岛工程西堠门大桥（2009）
西堠门大桥是中国最大的悬索桥，主跨1650m。因舟山地处强台风区，故设计了由横梁联结的分离式双钢箱以抵抗风致稳定问题。该桥已安全经受多次强台风考验。
减轻自重的解决方案
众所周知，随着预应力混凝土桥梁跨径的增加，桥梁自重也会相应增加。当主跨达到200m时，恒载甚至占总荷载的90%以上，也就是说，对于运营荷载只有不到10%的空间。尽管该桥型仍然最经济，但运营荷载的效率是其跨越能力最大的挑战。
斜裂缝和长期过度下挠是很多桥梁的两个主要缺陷，尤其是大跨径预应力混凝土箱梁桥。多年来，中国桥梁界也对该缺陷为何发生及其如何发生存在争议。
混合体系和叠合梁是减轻预应力混凝土梁桥自重、提高其跨越能力的最常用的解决方案。跟随法国和日本工程师的理念和先行实践，矮塔斜拉桥和波折钢腹板混凝土箱形截面桥已在中国广泛应用。
波形钢腹板箱形截面
组合截面由两种材料组成,即钢和混凝土。最近，波形钢腹板箱形截面成为中国流行的截面类型，已在不同桥型中得到应用，包括斜拉桥、矮塔斜拉桥和典型的梁式桥。
经过多次尝试，山东省甄城黄河大桥于2 0 1 1年完工，是中国第一座应用此截面类型的大型桥梁。其主桥是13跨波形钢腹板预应力混凝土连续箱梁桥，跨径布置为70m+11×120m+70m。它分为上下游两座平行桥梁。截至目前，中国有超过30座已建或在建的波形钢腹板桥梁。它们大部分为矮塔斜拉桥和梁式桥。南昌朝阳赣江大桥总长为1596m，跨径为2×(49m+50m+49m)+(79m+5×150m+79m)+2×(4×49m)，主桥和引桥均使用波形钢腹板箱形截面。
波形钢腹板预应力混凝土梁桥比采用混凝土腹板的约轻20%。因此，预应力钢束会显著减少。大多数预应力钢束是体外的，且仅在混凝土顶板和底板有体内预应力直线束，这使得预应力工作更加方便、快捷。波形钢腹板的柔性确保预应力作用到截面的混凝土部分。由于腹板是钢制的，预应力混凝土桥梁频繁发生的腹板裂缝能彻底避免。
该桥型有潜力取代适用预应力混凝土梁桥的某些跨径范围，甚至能增加梁桥在200m以上跨径的应用。
混合梁结构
林同国际咨询公司为重庆石板坡长江大桥复线桥的设计研发了一种创新理念。该桥是混合梁结构, 在中段1 0 8 m 范围内是钢梁。既有桥梁的跨径是86.5m+4×138m+156m+174m+104.5m,于1981年完工，是当时重庆跨越长江的唯一一座桥梁。为了满足通航要求且在美学上匹配目前的桥梁，新桥的主跨为330m，使其成为世界上最大跨径的梁桥。由于中国很少应用轻质混凝土，而且轻质混凝土不能在此跨径显著减轻自重，便产生了钢-混凝土混合理念。鉴于长江上运输方便，便在桥梁中间段设计了一段108m的钢箱梁，将支座处的负弯矩减少了1/3，也就是，此弯矩与跨径为270m的预应力混凝土桥的墩顶负弯矩等同。新桥的跨径布置从南到北为5m+4×138m+330m+133.75m。
矮塔斜拉桥
矮塔斜拉桥是一种混合体系，由混凝土主梁和拉索组合而成。纵向主梁、竖向桥塔和斜拉索构成的三角形有比主梁自身大得多的刚度。拉索也可认为是主梁之上的体外预应力钢束。这有助于显著减小主梁梁高，也就是自重，并提高跨越能力。该桥型可以在梁桥和斜拉桥之间发挥重要的作用，而且外观美观。
在中国，第一座矮塔斜拉桥出现于2001年，跨径为81m+132m+81m。截至2013年末，中国已经建成了100多座矮塔斜拉桥。跨径最大的是大连长山岛大桥，跨径为140m+260m+140m，2014年6月通车。
混凝土裂缝与创新对策
预应力混凝土桥梁裂缝的调研
近30年来，中国修建了大量的混凝土梁桥。大跨径预应力混凝土连续梁桥及预应力混凝土连续刚构桥广泛应用。截至目前，中国有超过20座预应力混凝土连续刚构桥的跨径超过200m，并修建了超过100座跨径为100～200m的预应力混凝土桥梁。然而，对于这类桥梁裂缝经常可见。常见的裂缝总结于表1第1列。
表1第2列，“1”表示纵向正应力引起的横向裂缝；“2”表示横向正应力引起的纵向裂缝；“3”表示主拉应力引起的斜裂缝。“T”表示箱形截面顶板；“B”表示箱形截面底板；“C”表示箱形截面腹板。
通常设计实践中，裂缝是通过规范中相应的验算应力进行验算的。然而，可以发现其中一些应力缺失，尤其是顶底板的斜裂缝。可能是因为规范开始编订时，桥梁结构的梁通常是窄梁和浅梁。也就是，只重点关注竖向剪应力。可以说我们的设计规范的验算应力是不完整的。
新理念 完整验算应力
从三维结构的角度来看，可以在主应力空间中定义每一点的空间应力。桥梁结构可以看作是剪应力均匀分布的板件的组合。箱形截面是由顶板、腹板和底板组成。该新理念建议每块板有三层应力，即上缘、下缘和中间层。所有的三层应力都要验算。