为了缓解日益严重的交通拥挤现象，高架桥在城市快速路建设中得到广泛应用。城市高架桥既要保证足够的桥面宽度，还需要预留足够的桥下空间，尽可能减小对桥下道路通行的影响，因此其桥墩往往采用大悬臂预应力盖梁。城市道路交叉口较多，受道路红线限制，高架桥的跨度难以做到统一，部分路段需要使用不同跨径和高度、不同类型或材料的上部结构，例如某城市高架桥在钢箱梁与混凝土箱梁连接处采用了非对称大悬臂盖梁，其特点是截面非对称，同时两侧上部结构恒载和预应力筋布置也是非对称的，因此其施工过程中的受力和变形状态比较复杂，但目前对其研究较少。本文结合非对称截面大悬臂盖梁的工程实例，按照实际施工中不同的施工工序利用Midas civil软件建模，针对非对称截面大悬臂盖梁在各施工阶段的应力变化、横向和竖向变形、预应力张拉和架梁顺序对盖梁端部位移及根部应力影响、预应力损失等控制因素展开讨论，并对温度变化的影响和盖梁的扭转效应进行了分析。最后将盖梁端部位移和根部应力监测的实测值与Midas civil模型计算值比较，验证模型计算的可靠性，并用作实际施工的指导。研究结果表明：1）盖梁悬臂部分的应力与变形受温度变化影响较小，盖梁中部、墩柱、系梁等部位主要受梯度温度影响较大，在施工过程中可以作为次要因素考虑。2）由于盖梁截面、上部结构恒载及预应力筋布置的非对称性，盖梁会产生横向扭转，端部会出现横向水平位移。横向位移主要由预应力偏载产生，工程实例中其值不超过1cm，可通过预先设置反向位移来矫正。3）架梁顺序对盖梁悬臂根部应力、端部竖向位移影响显著，合理的顺序为先架设钢箱梁、后架设混凝土箱梁，可使盖梁受力均匀，并降低因两侧箱梁的自重不同产生的扭转应力。4）预应力筋的张拉顺序对盖梁悬臂根部应力、端部横向和竖向位移以及预应力损失影响最为显著，工程实例中不同张拉顺序时最大位移值和应力值的增幅分别达30%和21%。合理的张拉顺序应通过计算确定，张拉时混凝土强度和龄期应满足要求，避免混凝土压裂，不宜因赶工期或其他原因随意调整张拉顺序。本文的研究内容、方法和结论可为同类型大悬臂盖梁施工提供参考，具有一定实际意义和应用价值。