预应力混凝土横向大悬臂连续箱梁结构其外形优美、施工方便、线条美观轻巧,在桥梁上得到广泛应用;特别是由于其桥下净空大,在新建城市桥梁时,采用悬臂顶帽,占地少,可以缩小墩台宽度,增加桥下净空,降低造价。论文以西安市大兴路立交D2联预应力混凝土横向大悬臂连续箱梁为工程背景,D2联箱梁为匝道的汇合处,为变宽度异形箱梁,桥面宽度从2542cm渐变到3900cm。其最大悬臂宽度(支撑中心至箱梁最外缘距离)为1540.8cm,在国内比较罕见。由于悬臂较长,其混凝土结构呈三向受力状态,应力分布比较复杂。在国内,对采用如此大悬臂以及类似现浇箱梁施加预应力的施工方法可供借鉴的成果较少。为了有效地检验设计,确保大兴路立交桥梁在施工期间的安全和施工的顺利进行,保障竣工后结构处于良好的运营状态,进行缩尺模型试验研究并对其安全性进行评价很有必要。本文在室内模型的基础上,从以下几方面进了研究:(1)按相似准则制作了室内模型,模型设计主要包括一般构造设计、普通钢筋设计、预应力钢筋设计、局部承压及锚下钢筋设计等几个方面;(2)模拟施工过程和成桥运营受力状况进行室内加载试验;(3)对模型采用三种计算方法(梁格法、板壳法和实体单元法)进行分析,并与实验结果进行对比分析,从而确定适合结构的计算方法,在该方法的基础上,借助大型通用有限元程序对该模型应力及其分布规律进行仿真分析;(4)通过模型试验结果与计算结果的对比分析从而评价结构的安全性能;(5)用实验中得到验证的分析方法对实桥进行仿真分析从而评价结构的安全性能。最后,本文对所做的研究工作进行了总结,给出了研究中的一些结论,并指出了在进一步研究中亟待解决的问题。其中得到的研究成果可以作为类似结构的模型设计、模型实验的参考依据,具有重要的工程实用价值。