为揭示偏心竖向荷载作用下薄壁箱梁的畸变，基于能量变分原理和箱梁各板件的静力平衡分析，给出优化后箱梁畸变研究的3种方法。推导出各方法研究梯形截面箱梁畸变解析计算式的普遍形式，得到相应的四阶畸变控制微分方程。对各畸变研究方法采用典型数值算例进行验证，研究结果表明：优化后的各畸变研究方法计算的畸变翘曲正应力值与文献数值相差很小，各方法之间误差最大不超过5.39%，方法 2和方法 3计算结果误差很小可忽略；各方法计算的矩形截面箱梁的畸变扇性坐标值均相等，梯形截面箱梁的畸变扇性坐标值则不同；畸变翘曲惯性矩和框架横向抗弯惯性矩的计算值大小与畸变分析过程有关；仅有端隔板的简支箱梁在畸变集中荷载作用下，靠近梁端的区域存在反向畸变变形。