预制小箱梁近支点湿接缝抗剪机理试验及理论研究

摘要

预制小箱梁采用整体抽拉式钢内模形成的近支座处接缝处于剪力最不利位置,界面上纵筋配筋率低、无预应力钢束穿过、锚固端在此形成刚性的剪切键。为揭示此种接缝构造的抗剪承载机制,设计制作9组18个Z形直剪试件进行静载试验,通过分析各试件的破坏形态、荷载-位移曲线及抗剪承载力,研究新老混凝土结合面单独加入界面钢筋、刚性剪切键以及将界面钢筋和刚性剪切键组合在一起(简称为组合试件)对结合面剪切性能的影响。研究结果表明:界面钢筋能有效提高结合面的抗剪承载力,界面钢筋试件的抗剪承载力为基本试件的1.74~2.67倍,构件抗剪承载力与界面配筋率有较好的线性关系;界面钢筋的承载机理符合摩擦抗剪理论,试件沿平行结合面约40°方向错动;刚性剪切键试件的荷载-位移曲线经历了先下降后上升的过程,刚性剪切键在结合面处起销栓作用,破坏模式为销栓抗剪引起的混凝土破坏;组合试件的抗剪承载力为基本试件的3.23~3.48倍,其中界面钢筋提供的抗剪能力占构件平均抗剪承载力的48.6%~52.2%,刚性剪切键提供的抗剪能力占构件平均抗剪承载力的20.2%~24.6%;将刚性剪切键受剪导致混凝土破坏的抗剪承载力表达为基材混凝土强度、剪切键直径以及剪切键边距的函数,建立了刚性剪切键抗剪承载力计算经验公式;对4种类型试件的新老混凝土结合面抗剪承载力表达式进行了总结归纳,并与试验结果吻合较好。