拓宽桥梁滑动式拼接连接的直接剪切试验与承载力模型

《Buildings》：Direct Shear Tests and Capacity Model for Sliding-Type Splicing Connections in Widened Bridges

　　

摘要

在多跨连续混凝土箱梁桥的加宽工程中，传统拼接结构往往无法适应新旧桥面之间的差异性收缩和徐变，导致横向变形和开裂。为解决这一问题，提出了一种新型滑动式拼接结构，通过预设滑动界面实现纵向变形。为研究其竖向剪切性能，对15个足尺Z形试件（五种配置）在三种横向压缩应力（2、5和10 MPa）下进行了测试。主要考察的参数包括钢管形状、壁厚、翼缘板厚度和焊接类型。结果表明，半圆形钢管通过"压力拱"效应引发压缩破坏模式，与方形钢管相比（在2 MPa横向应力下），极限承载力提高了11.9%。相反，钢管壁厚不足（5 mm）会使承载力降低35.2%（在2 MPa下），表明存在最小厚度要求。基于观察到的剪切传递路径，开发了一个考虑混凝土受压/受剪和销栓作用的承载力模型。该模型与试验结果吻合良好，平均误差约为8%。与AASHTO LRFD和ACI 318公式的对比表明，所提模型优于传统的剪力-摩擦理论，该理论会给出偏保守的预测，AASHTO偏低约15%，ACI偏低约47%，突显了需要为该结构类型开发专用模型。这些发现为滑动式拼接连接的设计和应用提供了理论基础。