高速公路改扩建工程中,三向预应力混凝土箱梁桥因为横向预应力筋的存在,导致难以采用传统方式进行拓宽拼接。针对这一情况,本文以淮江高速公路盐河大桥拓宽工程为背景,提出了一种采用横向加劲钢板的新旧桥梁横向拼接方案,通过在横向拼接缝两侧的新旧箱梁翼缘板上,沿纵向均匀嵌入横向加劲钢板,以达到连接新、旧桥箱梁的目的。为研究此技术的可靠性,论文利用Midas FEA软件,建立了全桥拼接结构的实体有限元模型,在此基础上利用子模型法建立了局部模型,并进行了结构分析。全桥模型分别考虑了混凝土纵向收缩徐变差作用、新旧桥基础沉降差作用和车道荷载作用,并对关键截面在上述作用下的截面应力进行了荷载组合。结果表明,在各种荷载工况作用下,拼接结构整体受力性能良好。同时,横向加劲钢板这一拼接结构能够较好的协调新旧桥之间的变形,在混凝土收缩徐变差作用下,新旧箱梁共同运营三年六个月后的纵向变形差最大达到了5.84mm,在基础沉降作用下,新旧箱梁竖向挠度变化平滑,无明显突变。利用子模型法,截取一小段新旧箱梁建立网格划分更加精细的局部有限元模型。切割提取原整体模型边界上的荷载条件和位移条件,作为子模型的边界条件施加到子模型中。通过分析箱梁翼缘和钢板的应力轨迹线,研究结构在车辆荷载、基础沉降差和混凝土纵向收缩徐变差作用下横向加劲钢板的传力机理。通过建立混凝土和钢板之间的界面单元,研究分析界面表面的拉压应力和剪应力。结果表明,车辆荷载产生的界面应力较小,但在基础沉降差和箱梁混凝土收缩徐变差工况下,混凝土翼缘端部存在应力集中,局部区域的界面应力较大,可能导致结构的局部开裂。最后,本文对拼接结构的相关尺寸参数进行了敏感性分析,对横向加劲钢板的厚度、布置间距、高度和新旧箱梁之间的拼缝宽度这四个主要参数进行了研究。分析表明,尺寸参数变化对新旧箱梁本身及拼接效果的影响较小,但对横向拼接钢板自身的受力影响较大。在此基础上,本文给出了相关尺寸参数的优选值。