随着钢桁架桥在公路桥梁、特别是城市道路中的广泛运用,在日益高速化、重载化的车辆荷载作用下,高强螺栓节点易发生螺栓脱落等病害问题。对于采用高强螺栓连接的钢桁架桥梁,在往复疲劳荷载作用下节点失效往往开始于螺栓松动,因此研究高强螺栓节点在往复荷载作用下的力学性能,判断螺栓失效后节点的安全性变得至关重要。本文以实际公路钢桁架桥的高强螺栓松动问题为依托,通过探讨节点螺栓松动的原因及影响因素,对桥梁中节点的安全性能进行评估并提出处置对策。研究通过有限元模拟与试验研究结合的方法,依次进行单个高强螺栓连接的有限元模拟及试验、依托工程全桥受力的有限元模拟、高强螺栓节点的往复加载试验,得到的主要结论如下:(1)在往复荷载作用下,高强螺栓的松动是接触面间塑性变形引起的材料性松动和螺纹间微动滑移引起的结构性松动共同造成的,随着循环次数的增加,当高强螺栓的扭转位移达到一定限值时,螺栓发生自行松动。(2)节点板间的相对滑移是高强螺栓发生松动的必要条件,节点板端的荷载幅值是影响高强螺栓松动程度的主要因素。通过比较节点弹性阶段最大位移Δ_a和节点板端位移Δ_l、滑移荷载F_a和荷载幅值ΔF的大小,可以将高强螺栓的松动进行以下分类:第Ⅰ类,Δ_l≤Δ_a,预紧力不变,高强螺栓不发生自行松动;第Ⅱ类,Δ_l>Δ_a且ΔF/F_a≤2.0,预紧力发生阶段性下降,高强螺栓发生部分松动;第Ⅲ类,ΔF/F_a>2.0,预紧力持续下降,高强螺栓发生持续松动。(3)在高强螺栓节点的往复加载试验中,随着节点螺栓脱落数量的增加,加载端的荷载位移曲线逐渐呈现弓形,节点逐渐由弹性转为弹塑性受力;当节点中的部分螺栓发生松动时,螺栓孔洞附近发生应力重分布。根据节点受力的安全性,将螺栓节点的松动分为A、B、C三类:A类节点,不存在螺栓松动,节点受力安全;B类节点,节点松动系数小于10%,节点螺栓易发生松动破坏;C类节点,节点松动系数超过10%,节点螺栓已发生松动破坏。(4)针对依托工程节点螺栓失效现状,提出以下处置对策:对桥梁进行日常巡检、定期检测以及大规模检修,建议每隔20年进行一次大规模检修,同时严格控制重载车通行量不超过现行重载车流量的1.5倍;通过超声波螺栓预紧力测试系统对节点的安全性能进行评价,并依据测得的节点松动系数对节点螺栓进行重新施拧;建议在沿桥梁的跨径方向布置多点阻尼器降低车辆引起的桥梁振动,减小节点螺栓松动。