近几年，随着城市建设的不断发展，交通量的急剧增加，我们需要更多更宽的道路来满足市民的出行需求。然而道路的拓宽受到了路边建筑物的限制，只有通过发展高架桥才能解决这一空间矛盾。在高架桥的建设过程中桥面的宽度越来越宽，在既保证桥上有足够的行车宽度，又要确保桥下有较大的空间和较好的视线胡前提下，大悬臂盖梁的概念应运而生。国内尚未实施过同类型“大悬臂预应力混凝土盖梁”的工程项目，这方面工程经验较少，亟待开展这方面的专题研究，解决大悬臂预应力混凝土盖梁理论分析，设计施工控制等技术水平。论文通过大悬臂盖梁的受力特点、破坏形态和计算方法研究，分析了大悬臂盖梁的结构特性。同时通过对同一大悬臂盖梁采用有限元梁单元和实体单元计算对比，分析了有限元梁单元和实体单元在大悬臂盖梁应力分析中的差异。提出在对大悬臂盖梁墩柱与盖梁连接区域、流线型截面渐变区域应力分析时宜采用实体单元进行有限元分析。对背景项目的典型大悬臂盖梁，进行实体单元有限元分析，分析过程充分考虑了混凝土材料的时间依存关系，考虑了预应力钢筋单元与混凝土单元的耦合作用，精确分析了大悬臂盖梁各个施工阶段的受力状况。研究分析从理论上掌握了大悬臂盖梁的应力分布和施工阶段应力变化规律，了解了大悬臂盖梁结构的受力特点。为测量大悬臂盖梁施工过程中各施工阶段的实际应力，施工时在盖梁的内部预埋了光纤光栅应变传感器。通过将有限元分析结果与施工过程中的实测数据进行对比，提出了采用耦合预应力钢筋单元的有限元实体单元模型是分析大悬臂盖梁的合理模拟分析方法。还提出了在大悬臂盖梁施工控制过程中预埋光纤光栅应变传感器的监测方法，该方法是加强大悬臂盖梁应力、应变施工控制和大悬臂盖梁运营安全监控的有效手段。本文针对大悬臂盖梁的研究成果已经成功应用于某高架桥工程项目，解决了大悬臂盖梁在实施过程中存在的一些实际问题。研究成果提高了大悬臂盖梁有限元分析、结构设计、施工控制及运营管理水平，可为同类型工程项目的实施提供参考。