焊接连接方式所具有的一系列优点使得焊接结构在钢结构中占据越来越重要的地位,现已成为钢桥、大跨度结构、轮机、锅炉、反应堆压力壳等结构设备的关键部位。现代焊接结构正在向大型化和高参数方向发展,对各种复杂形式的厚板焊接需求越加强烈;但是人们对不同的焊接工艺、焊缝形式和焊缝密集区域的焊接残余分布规律并没有透彻的认识,因此也无法精确的分析残余应力对构件力学性能的影响。本文针对这个问题,以重庆观音岩大桥索梁锚固区域焊接残余应力试验研究为主,对复杂情况下的厚板焊接残余应力进行分析研究。首先,本文对焊接的传热过程进行了理论分析,从传热的角度分解电弧焊传热过程和热量流向;再由焊接传热过程的三种基本方式——热传导、对流传热、辐射传热入手分析焊接温度场,介绍了焊接传热过程三种传热形式的数学描述、定解条件及数值计算方法;然后以温度场为基础分析热应力和显微组织变化。本文试验部分针对钢结构斜拉桥索梁锚固区域焊接残余应力较为集中的特点,以重庆江津观音岩大桥索梁锚固区域为研究对象,制作了三个足尺比例的试件,对锚拉板区域相关焊缝的残余应力进行试验研究。研究分析结果表明,锚拉板区域各条主要焊缝都不同程度地存在着焊接残余应力,局部地方接近屈服强度。研究分析了锚拉板区域各类焊缝的残余应力特征、分布规律、产生原因及影响因素,并提出相关的意见和建议,为同类桥梁索梁锚固区域的设计和制作提供科学的依据。