PC变截面连续梁桥广泛应用于公路、铁路和城市道路等重要交通干线上。然而,在长期运营后经常出现的开裂和下挠病害问题,是工程界十分关切而又非常棘手的问题。本文以实桥病害调研统计为背景,系统开展了开裂和下挠两类病害的主要成因分析,给出识别在役桥梁状态和长期预应力损失发展规律的两种性能评估方法,主要研究工作和创新点如下:(1)以江苏省内典型PC变截面梁桥为例,通过参数化敏感性分析及病害特征统计调研,讨论桥梁产生腹板裂缝和弯曲裂缝病害主要原因,和结构易出现弯曲裂缝和腹板斜裂缝的区域。分析表明,汽车超载是造成箱梁弯曲裂缝和腹板斜裂缝的主要原因之一。(2)提出了一种基于裂缝特征参数的桥梁状态识别方法。通过弯曲裂缝高度,识别纵向预应力筋有效预应力和结构弯曲刚度;通过斜裂缝等级,识别结构有效剪切刚度和竖向预应力筋有效应力。并结合一座实桥裂缝病害情况加以验证。(3)在ABAQUS三维实体元分析功能基础上,开发混凝土收缩徐变子程序,实现了PC变截面梁桥的时变效应分析。计算表明,悬臂束下弯桥梁相对于悬臂束未下弯桥梁能有效抑制腹板出现主拉应力。对比分析了ACI209、CEB-FIP(1990)和B4三种收缩徐变模型对长期预应力损失和结构跨中挠度的影响;分析表明,收缩徐变和竖向预应力损失对中跨1/4~1/2区域腹板主拉应力影响较大,是造成该区域腹板出现斜裂缝主要原因之一。(4)研究了成桥时关键截面应力状态和混凝土徐变系数变异对桥梁长期挠度的影响。研究表明,结构满足合理成桥状态时,有利于抑制结构长期下挠;徐变系数变异对长期挠度影响较大,对长期预应力损失增长速率影响较小。(5)开展了环境温度和预应力筋应力不均匀对预应力松弛损失影响的研究。超常温环境下,预应力松弛损失加倍发展;如当预应力筋应力不均匀离散系数为0.4时,实际松弛损失是按规范计算的2.3倍。(6)提出一种基于实测挠度数据的长期预应力损失识别方法。该方法考虑了结构刚度退化,操作简单,实用性强,并以虎门大桥辅通道实测挠度数据验证了该方法的可行性。