经济的持续增长促使我国高速公路交通量急剧上升,使得大量高速公路需要采取扩宽改建措施,其中涉及众多的既有公路桥拓宽改造工程。拓宽桥新旧结构拼接缝主要位置施工和运营时间里受到高速行驶车辆振动、新旧桥梁基础不均匀沉降、时变环境温度和新旧桥梁收缩徐变等不利因素影响,容易对拼接缝位置造成各种损伤。因此,采取合理的相关措施,减少和控制各种外部因素对新旧桥梁拼接缝长期整体性能的不利影响,避免拼接缝施工、维护和运营中的各种病害,是新旧桥梁拓宽工程中研究的重点问题。本文依托实际拓宽改造工程一座跨径为20m预应力混凝土简支箱梁为对象,建立车桥耦合振动数值模拟分析,通过研究时变温度和车辆振动作用下现浇拼接缝的力学特征,制定合理的加固方案和交通控制方案。首先,针对在温度作用下新、旧混凝土拼接桥梁的内力变化情况,同时考虑现浇拼接缝及新旧桥梁混凝土各项参数的改变,引起新桥-拼接缝界面和拼接缝-旧桥界面的剪应力变化的问题。基于弹性力学提出一种综合考虑纵向温度应力的拓宽桥梁界面剪应力力学模型。对试验桥梁进行分析计算和有限元模拟分析,通过数据对比,对本文所提方法的可靠程度进行验证,揭示时变温度作用下混凝土拓宽桥梁拼接缝界面剪应力的影响机理。其次,针对振动对现浇拼接缝的影响,提出拼接缝振动动挠度和振动速度的评价指标。建立实体三轴试验重车有限元模型,就试验桥梁进行模拟分析,分析时变温度、车速、车辆行驶车道位置和拼接缝混凝土浇筑龄期等因素对桥梁结构的影响规律。最后,针对行车荷载和温度荷载对现浇拼接缝混凝土变形和振动的不利影响,研究提出临时加固措施与交通管制相结合的施工措施,依托试验桥梁,进行交通管制和加固措施方案的设计,并且验证所提出方法的安全性、有效性和适用性。