焊接作为桥梁钢结构施工中必不可少的环节正在受到越来越多的关注,残余应力与残余变形相互影响着桥梁结构线形和内力。焊接变形和残余应力的基本理论并不复杂,但是焊接是一个复杂多变的过程,以电弧焊为例,它是电弧投入的热流、金属融化和凝固以及收缩引起的变形和残余应力生成等因素的复合作用,因此定量地预测焊接变形和残余应力非常困难。本文依托港珠澳大桥CB05标段浅水区非通航孔桥,对钢-混组合结构中的钢主梁中的板单元的焊接变形作了分析研究。首先热源模型一直是影响焊接残余变形和残余应力数值分析的难点,本文就此问题进行了热源的描述以及选取热源的理论方法,以达到运用最优的方法和最理想的分析时间来进行焊接残余变形的数值模拟。在对比了已有的理论分析方法后,进一步简化了分析热源的模型;并且采用固有应变的方法,即残余应力及残余变形的“生成源”,进行了固有应变与残余应力和变形的互逆推算,此种方法可以运用于试验过程以达到节约分析时间和简化模型的目的。其次,运用由上海交通大学和日本大阪大学共同开发的AWSD(Analysis of Welding Structure Deformation)有限元计算软件对钢主梁中的平板对接焊接的温度场以及热弹塑性力学性能进行了分析,得到了平板对接焊接时的屈服温度以及残余变形和残余应力。同时,又运用了ANSYS有限元分析了钢主梁底板加劲肋焊接时对钢主梁的焊后变形及内力影响,通过模型数值分析可以得到最优化的方法来改进实际施工中的底板加劲肋焊接工艺。通过理论的模型分析之后,对在中山梁厂钢主梁预制过程中采用的焊接施工变形控制措施进行了研究,分析了钢主梁大节段线形及长度精度控制技术的实施过程。最后,对实测温差情况下的组合梁大节段在架设时的焊接时机作了研究,分析了基于现场实测温度模式下的梁转角,进行数据拟合,与英国规范和中国公路规范进行比较分析后知,三种模式下的大节段吊装时的焊接端口在不同的温度梯度下的梁端夹角变化规律趋势基本相同,中国公路桥涵规范与英国BS5400接近于线形变化,而现场实测温度拟合的温度梯度曲线的变化规律较复杂。不同大节段的连接时机应选择在不同的顶底板温差以及不同时间段进行焊接施工,合理控制各端口的作业温差上限值及选择适合的焊接时间段,能保证钢结构桥梁节段焊接作业的顺利进行。