我国国民经济的高速发展带来交通量的迅猛增长,大量早期建成的道路急需拓宽,而桥梁往往成为交通线上拓宽的技术难点。近年来,对于桥梁上部结构的拓宽,国内外科研与工程学者已提出多种方案,但对于配套的桥梁下部结构拓宽的研究不足,亟待开展。本文提出一种桥梁下部结构拓宽方法,即采用钢悬臂拓宽混凝土盖梁的方法,该方法无需增设桥墩,少占用桥下空间,尤其适用于需拓宽的城市或桥下空间受限的桥梁。本文具体内容如下:(1)归纳与总结出国内外常用及新式桥梁拓宽法,对比研究其优缺点与适用性。基于营口市某跨径30m的市政简支梁桥的拓宽背景,提出采用钢悬臂拓宽混凝土盖梁的拓宽桥梁法,并应用该法设计了争对该桥的设计方案,研究了拓宽后整体盖梁的传力机理,探索了施工流程等。(2)基于正交实验设计原理和分析方法,研究原盖梁混凝土性能、原盖梁纵筋配筋率,钢混连接螺栓数量、体外预应力大小、钢板厚度对钢-混组合悬臂结构极限承载力的影响,设计18组结构设计方案。应用ABAQUS有限元分析软件,逐一建立有限元模型,通过对各设计方案极限承载力结果的直观分析、显著性分析,确定各受力构件的不同参数对极限承载力的影响程度与次序。对各受力构件进行力学分析,明确各受力部件在不同荷载等级下的力学性能表现,以优化钢悬臂拓宽混凝土盖梁的方案设计,最终推出最佳的结构设计方案。(3)以优化后的钢悬臂拓宽混凝土盖梁的设计方案制作实验模型,进行钢-混组合悬臂结构极限承载力实验,分别将实验结果与数值模拟结果的荷载-挠度关系,钢结构内力,混凝土结构内力等进行对比分析。分析结果表明实验结果与数值模拟结果一致,验证了数值模拟计算的准确性。实验表明了传力部件在不同荷载等级下的力学性能表现,并揭示钢-混组合悬臂结构的破坏机理。(4)对钢悬臂拓宽混凝土盖梁施工阶段与使用阶段两种工况下进行数值模拟受力分析。分析结果表明拓宽后整体盖梁的混凝土结构、钢悬臂各部位、预应力钢束、螺栓等传力部件皆满足对应规范的受力要求。因此,本文提出的钢悬臂拓宽混凝土盖梁以进一步拓宽桥面的新式拓宽法是可行可靠的。