斜拉桥索梁锚固结构是斜拉索与主梁之间关键连接构件,锚拉板是常用的索梁锚固结构之一。锚拉板式索梁锚固体系主要依靠锚拉板各板件之间的焊缝进行索力的传递,索力最终通过锚拉板与钢主梁之间的焊缝传递到梁上。焊接残余应力是影响桥梁钢结构力学性能和使用寿命的重要因素。锚拉板结构中焊缝不仅是重要的传力部位,而且数量较多,在焊接部位还存在着大量残余应力,因此有必要掌握焊接过程的温度场与应力场分布与变化规律。新建潜江铁路支线岳口汉江特大桥是我国罕见的采用锚拉板式索梁锚固结构的大跨度铁路斜拉桥,其钢箱梁边腹板延伸至桥面以上,与锚拉板直接对接融透焊接。本文以该桥M12号斜拉索的锚拉板式索梁锚固结构为研究对象,利用有限元软件ANSYS对局部平板对接接头、锚拉板与钢箱梁边腹板对接焊缝的焊接过程进行模拟,分析计算焊接过程的温度场与应力场分布与变化规律,主要工作如下:1.简要介绍了斜拉桥索梁锚固结构的形式及国内外研究现状;分别从定义、成因、对构件的影响以及研究现状四个方面对焊接残余应进行了说明;系统地讲解了焊接过程有限元分析的特点以及温度场与应力场有限元分析的基本理论知识。2.基于ANSYS软件建立局部平板对接接头与锚拉板结构的三维有限元模型,确定焊接过程中材料的热学参数与力学参数,特别是高温环境下的材料参数,选择合适的单元类型、热源模型与焊接参数等。3.焊缝单元的生成可以采用生死单元技术来控制,同时焊接热源的加载和移动可以通过APDL命令流中的循环指令来实现,计算出的焊接全过程温度场分布与一般规律吻合,说明焊接温度场模拟基本正确;基于焊接温度场的仿真结果,采用间接耦合法,将有限元模型中的热单元转换为结构单元,然后再依次读取温度场的计算结果,将它以节点荷载的形式施加到应力分析模型中,求解出构件的焊接残余应力场。4.对有、无残余应力的两个锚拉板有限元模型分别施加外力作用,对比两种情况下的应力分布的差异,探究残余应力对锚拉板结构静力强度的影响。在有、无残余应力作用的两种状态下,焊缝处的应力分布变化剧烈,这表明焊接残余应力对锚拉板静力强度影响较大,在计算分析锚拉板结构焊缝处的静力强度时应予以考虑。本文模拟求解出的焊接残余应力场,对未来进一步探究焊接残余应力对锚拉板疲劳强度等其他特性的影响做好了铺垫,为今后大跨度铁路斜拉桥工程中锚拉板的设计提供理论依据与参考。