目前，国内桥梁规范对剪力键的设计未作详细说明，实际工程中尺寸大小不一，构造配筋参差不齐。剪力键是桥梁抗震性能的薄弱环节，随着基于性能的抗震设计理念的提出，加强这一细部构件力学性能的研究，规范设计方法，是国内桥梁抗震设计亟待解决的一个重要问题。本文以桥梁外剪力键为对象展开试验研究，揭示了传统和新型两种外剪力键的破坏形态、失效模式和受力机制，讨论了现有分析模型的适用性，建立了强度计算公式和力-位移简化分析模型，给出了新型外剪力键一般设计方法和详细构造细节。　　本论文的主要工作及创新点如下:　　(1)介绍课题研究背景和研究意义，通过系统阐述国内外研究现状，总结外剪力键三种破坏形态、三种失效模型和三种受力机制及其对应关系。针对存在的问题，概括本文研究内容和研究目的，以探索外剪力键最优抗震设计方法。　　(2)拟静力试验方案设计。9个试件中，包括2×9=18个外剪力键和1×9个内剪力键（本文只介绍外剪力键部分）。内容包括传统设计和新型设计，前者参考当前设计惯例，后者参照新型可复位抗震挡块实用新型设计专利，两类问题互相对比，层层深入。对试件设计、测量内容、试验加载等方面做了详细介绍。　　(3)试验结果及相关结论。定义了传统和新型外剪力键各自的失效准则，根据破坏阶段对试验现象进行详细描述，包括破坏发展过程、力-位移滞回曲线和钢筋应变分布规律。讨论了设计参数对试验结果的影响。重新准确定义外剪力键三种破坏类型:斜截面剪切破坏、连接面剪切破坏和平截面滑移破坏，提出破坏形态特征并进行损伤等级划分。　　(4)力学性能和抗震性能分析。提出与斜截面剪切破坏相对应的第一类旋转刚体模型和拉压应力机制;提出与连接面剪切破坏相对应的第二类旋转刚体模型和转动摩擦机制;提出与平截面剪切破坏相对应的平移刚体模型，和滑动摩擦机制。基于试验结果，讨论了原有模型对外剪力键最大强度计算的适用性，采用模型修正、经验拟合和理论推导等方法建立了传统和新型外剪力键的强度计算公式，并进行了可靠性分析。对不同受力机制下力-位移关系曲线提出新的简化分析模型，并进行了试验验证。最后，列举了新型外剪力键若干抗震性能指标。　　(5)结合桥梁抗震设计及其理论，对外剪力键的功能作用进行定位，指出新型剪力键的突出优势，建立了新型外剪力键基于力和位移的抗震设计方法。最后，给出了建议的构造措施。