梁桥是桥梁结构中的一种古老的结构体系，在已有的大跨预应力混凝土梁桥中，横截面大多采用了箱形截面。箱梁在日照升温和骤然降温作用下的变形受到约束时，就会产生相应的内外约束应力，即所谓的温差应力。当应力较大时，因其带来的变形与裂缝问题将对桥梁结构的安全构成威胁。本文以贵广线幸福源水库双线特大桥为工程背景，对其在日照升温、骤然降温（包括日落降温和寒潮降温）等因素综合作用下的温度场和温度效应进行了分析研究。论文的主要研究工作如下：①对背景桥梁横截面的温度场进行了现场实测。介绍了箱梁温度场的测试方案；对箱梁在日照升温、日落降温以及寒潮降温作用下的实测数据进行了详细的分析；总结了箱梁在各因素下温度场随时间的变化规律；为温度场的有限元仿真分析提供了宝贵的实测数据。②介绍了计算温度场和温度应力的有限元理论。介绍了热传导的基本理论，包括傅立叶热传导微分方程和求解方程的定解条件；在变分原理的基础上，介绍了计算不稳定温度场的有限单元法；通过空间温度应力问题的基本方程的建立，介绍了求解弹性温度应力问题的有限元法。为箱梁温度场和温度应力的分析奠定了理论基础。③利用ANSYS有限元软件进行了温度场和温度效应的数值模拟。根据第一类边界条件，利用实测数据建立了二维有限元模型，对箱梁在日照升温、日落降温以及寒潮降温作用下的温度场进行了数值模拟；编制了以第二类和第三类边界条件为基础的参数化批处理命令流，对比了数值分析结果与现场实测结果，验证了数值分析的准确性和可靠性；通过数据整理和线性回归，拟合出了箱梁截面沿梁高和梁宽的温差变化曲线；建立空间有限元模型，根据温度场计算结果与拟合曲线，对箱梁在日照作用下的横向温度应力和纵向温度应力进行了分析。④对箱梁在骤然降温作用下的温度效应进行了分析。通过引入寒潮强度，构造了四种不同寒潮强度的工况；按第三类边界条件建立参数化有限元模型，通过改变寒潮强度相关参数，对不同工况下的温度效应进行了定量对比分析。