钢箱梁具有自重轻、承载力大等优点,已在国内外大跨桥梁中得到了广泛应用。早期设计的钢箱梁,其顶板、腹板及底板都采用螺栓连接。经长期运营,顶板螺栓连接处开裂、渗水病害频发,导致钢箱梁内部锈蚀、螺栓松动,严重影响桥梁的正常使用。对此,实际工程中常采用更换螺栓、密封涂层等措施进行修复。这些措施虽短期有效,但仍不能永久性解决顶板渗水问题。如能将钢箱梁顶板栓接改为焊接,将可从根本上处理桥面渗水引发的病害。本文以某斜拉桥为工程背景,提出一种钢箱梁修复设计方案——将钢箱梁顶板由栓接改为焊接（简称“栓改焊”）,腹板与底板仍采用螺栓连接。然而焊接是一个不均匀加热与冷却的过程,会在焊后产生焊接变形。由于该方案仅对顶板施焊,意味着焊接变形仅发生在箱梁顶部（截面中性轴一侧）,这会改变箱梁局部受力与整体线形,进而影响斜拉索及桥塔的受力状态。那么,修复后的桥梁是否仍能满足服役要求,值得深入研究。对此,本文采用数值模拟的方法开展了“栓改焊方案”可行性研究,主要内容与结论如下。（1）为获得钢箱梁顶板焊接变形大小与分布,按照实际焊接工艺,制作了2组对接接头试件,并测试了焊接变形。结果表明:12mm厚钢板在对接焊焊后形貌呈“反马鞍形”,焊接变形主要以横向收缩为主,最大收缩量约4mm。基于热弹塑性有限元法,开展了焊接数值模拟,并将计算结果与实测数据进行了对比,二者结果吻合良好,验证了焊接模拟的可靠性。基于此,采用数值模拟分析了不同焊接工艺参数对焊接变形的影响,提出了能将横向收缩变形控制在2mm内的最优焊接工艺。（2）针对主梁最大受力节段,采用“单向降温法”考虑焊接变形的影响,通过数值模拟分析了三种换板方案（逐块更换、由外到内、由内到外）对梁节段应力及变形的影响。结果表明:采用这三种换板方案,顶板的应力均在板块交接处出现拉、压应力急剧变化,最大拉应力超过140MPa,最大压应力超过400MPa。根据改造后梁节段应力的不均匀程度,建议采用“由内到外”的换板方案。（3）基于提出的“由内到外”换板顺序,研究了焊接变形及外荷载大小对修复后梁段应力及变形的影响。结果表明:二者的影响均较大。其中,当焊接变形由1mm增大到3mm时,顶板的压应力峰值由-282MPa增大-402MPa,增大约43%;拉应力峰值由73MPa增大到215MPa,增大196%;梁端位移由101mm增大到122mm,增大约20%。当外荷载从F降低到F/2时,梁段最大压应力由712MPa减小到540MPa,降低24%;而最大拉应力基本不变;梁端竖向位移由111mm降低到79mm,降低约28%。（4）采用Midas/Civil建立了全桥模型,并对全桥顶板80余处螺栓带进行修复改造,通过施加温度梯度荷载考虑了焊接收缩变形的影响,分析了改造后整个桥梁线性及受力状态的变化。结果表明:改造后主梁竖向位移有明显增大,尤其是在主梁边跨部位,位移从-10.5mm增大到-36.7mm,增大247.6%。改造后主梁下缘应力的变化相较于上缘更显著,其中主梁上缘应力的变化范围为0MPa～39MPa,下缘应力的变化范围为0MPa～95MPa。改造后斜拉索索力、桥塔偏位的变化较小,其变化率均不超过10%。