目前，国内外对混凝土箱梁的温度作用已有大量研究，但其研究对象基本为单箱单室箱梁，而对单箱多室箱梁温度场及温度效应的研究甚少。多室箱梁较单室箱梁其宽度更宽、刚度更大、截面变形自约束能力更强，两者在相同环境条件下温度梯度分布及温度效应是否相似，在设计中采用单室箱梁的温度梯度模式来考虑单箱多室箱梁的温度效应是否适用，尚须进一步研究验证。本文以“湖南怀通高速沿线典型混凝土桥梁开裂控制关键技术研究”科研项目为依托，以怀通高速江市特大桥单箱单室和单箱双室箱梁为研究对象，对其在典型气候条件下的温度场及温度效应进行研究，主要内容如下：（1）对单箱单室和单箱双室箱梁在典型气候（日照和骤然温降）条件下的温度场及温度效应进行了多次现场实测，通过实测数据拟合多室箱梁在典型气候条件下的温差梯度分布函数，并总结其温度分布规律。实测结果表明：单箱单室和单箱双室箱梁的温度分布具有一定的相似性；在日照作用下，对于南北走向的桥梁，其东西两侧腹板在部分时刻受到太阳照射会产生较大的横向温差，使得日照温度梯度具有明显的二维性；日照正温差作用下箱梁截面的横向拉应力要明显高于纵向拉应力，应予以高度重视；温降负温差作用下梁体内拉应力水平较高，不容忽视。（2）运用有限元软件ANSYS对多室箱梁温度场及温度效应进行有限元仿真分析，并用实测数据对计算结果进行对比验证，两者吻合良好，证明了温度场及温度效应模拟计算的合理性和可靠性。计算分析结果表明：日照温差作用下，对于存在横向温差的箱梁桥，若在设计中采用一维温度梯度模式，可能造成对温度效应的估计不足而使桥梁结构偏于不安全；日照正温差作用下的横向拉应力及温降负温差作用下的拉应力须予以足够的重视。（3）基于实测数据与计算结果，全面总结多室箱梁在典型气候条件下温度场的分布规律及梁体的结构反应，提出适合湖南地区的多室混凝土箱梁在典型气候条件作用下的正负温差梯度计算模式，进一步完善桥梁结构设计理论。