盾构隧道工程的实施主要由设计、施工和运营三个阶段组成,施工期是满足隧道设计要求,实现隧道运营功能的关键时期,施工期的工程质量直接决定盾构隧道的质量。相比传统的工程问题,施工期高温作用近年来成为了制约盾构隧道成本、工程质量和使用年限的关键因素。复合管片的矩形薄壁钢管在制作加工过程中,钢板局部会受到焊接高温的作用,高温带来的不均匀温度场导致矩形钢管结构内产生比普通钢结构更严重的应力重分布,从而引起较大的残余应力和变形。这些残余应力和变形降低了矩形钢管的力学性能和加工精度,影响盾构隧道复合管片的承载力和变形、尺寸精度、拼装精度、防水性能和生产成本等。当单体复合管片宽度和弧长增大、焊缝数量较多、以及焊接位置不对称时,上述影响将更为显著。因此,探明由焊接高温引起的不良影响和作用特点已成为当前复合管片施工阶段亟待解决的问题。本文利用Abaqus分析软件,采用多场耦合的分析方法,提出焊接布局的概念,从焊接方式、焊接顺序和焊接间隔时间三方面分析焊接布局对结构残余应力的影响。结合工程实际,分析不同板件厚度和焊接温度下结构残余应力的分布特点。最终揭示了矩形钢管温度、应力和变形的分布规律,探究了焊接布局对结构残余应力的影响差异,在此基础上提出了将大体量焊缝同时焊接的优化方案,分析了焊接残余应力对于结构的削弱作用,指出了主桁梁是结构的最薄弱板件。