在高速公路扩建工程中,主流的桥梁拓宽方案是采用“上连、下不连”的横向拓宽方式,然而新旧桥由于成桥时间差异引起的相互作用会在新旧结构内产生约束应力,拓宽后连续梁梁端产生十分明显的横向位移,甚至引起箱梁梁端严重挤压一侧的防震挡块,导致防震挡块开裂、支座严重变形并丧失部分功能;随着桥梁长度的增大,这种影响变得更加显著,因此长联混凝土连续梁桥横向拼接能否成功,与拓宽结构的横向位移能否得到有效控制关系密切,对于桥梁工程拓宽技术的进步,目前已构成了巨大的技术挑战。为解决以上问题,本文提出了一种基于波形钢板的混凝土连续箱梁桥的新型横向拼接结构,对其可行性和力学性能进行了深入的研究,并对其传力机理进行了初步探究,为类似桥梁拼接拓宽实践提供理论参考。本文依托淮江高速公路盐邵河大桥拓宽工程为研究背景,对比分析两种横向拼接结构形式:传统拼接方式和新型波形钢板拼接方式。拓宽时新旧箱梁传统拼接做法为在既有箱梁翼缘板横向植入钢筋并与新箱梁翼缘板横向钢筋绑扎后现浇混凝土,形成横向拼接缝达到横向连接;而新型横向拼接结构为在横向拼接缝处放入波形钢板,利用两侧翼缘板伸出来的横向钢筋把波形钢板与两侧翼缘板连接起来,从而形成横向拼接缝,其目的是利用波形钢板来吸收、耗散新旧桥纵向收缩及徐变的差异变形。本文针对采用不同拼接方式拓宽的盐邵河大桥,应用实体有限元软件Midas FEA建立拓宽前后的箱梁有限元模型,分析在新旧桥收缩徐变差异、新桥工后沉降差异及汽车活载等作用下新旧箱梁结构的受力状态,重点关注横向拼接装置的应力及变形情况;通过有限元分析的方法对波形钢板的构造尺寸进行参数分析,观察其对拓宽后新旧桥悬臂板和拼接部的应力及变形状态的影响规律,求得较优的横向拼接效果。研究结果表明,新旧桥的拼接拓宽主要是会对旧桥顶板产生比较大的影响,特别是旧桥梁端截面的内侧翼缘板拉应力增幅最大。分析表明新旧箱梁之间的材料收缩徐变差和新旧基础沉降变形差这两项作用引起的结构效应是影响拼宽混凝土桥梁长期受力特性最主要的因素。采用传统拼接时旧桥内侧翼缘板横向应力在最不利荷载作用下横向应力达到了4.557MPa,已远超C50混凝土的抗拉强度,大部分区域存在较明显的开裂可能性,需采取有效的加固措施;而采用波形钢板拼接时,旧桥内侧翼缘板上的最大拉应力为2.510MPa,处于安全范围内。同时研究成果表明,采用波形钢板拼接可以有效解决梁端截面横向偏移变形较大的问题,能适应更大跨径混凝土连续箱梁桥的拓宽需求,还能缩短拼接等待时间。因此波形钢板拼接拓宽结构的综合受力性能优于传统混凝土拼接结构,通过考察新型拼接结构构造参数变化对拓宽结构的影响,确立了一种较优的波形钢板拼接结构参数组合方案。