本文以世界最大跨径钢桁拱桥(主跨552m)—重庆朝天门长江大桥为工程背景,针对大桥下层轨道纵横梁交叉节点采用高强螺栓连接的疲劳性能,主要开展了如下研究工作:分析对比了国内外规范对桥梁荷载谱的计算方法,根据Miner线性累积伤律,研究制定了模型疲劳试验的等效内力幅;基于忽略次要因素,重点考察纵横梁交叉节点疲劳性能的考虑,对1/2比例的大型模型试件进行了简化设计。对纵横梁交叉节点模型在设计荷载幅下进行了200万次疲劳荷载试验,理论分析和试验结果均验证了该类节点在正常服役期间的可靠性;之后将疲劳荷载幅从1.5倍设计荷载幅逐级提高至3.0倍设计荷载幅,同时观察随着疲劳荷载幅和循环荷载次数的增加,试验模型结构行为的变化:相继发现横梁面外晃动—连接界面磨出铁削—高强螺栓松动—横梁腹板与下翼缘焊缝疲劳开裂等异常现象。基于国内外已有研究成果,对单个高强螺栓连接的松动全过程进行了深入研究,分析了疲劳荷载下螺杆的轴向冲击荷载、横向振动、动剪切荷载对螺栓的运动模式及力学行为的影响,依据运动学和力学理论推导了引发螺栓松动的计算公式,探讨了高强螺栓连接摩擦松动的失效条件。针对试验模型,研究了模型结构的传力路径和横梁次内力对连接节点性能的影响,着重分析了撬力因素导致连接节点高强螺栓松动的作用机理,推导出高强螺栓连接T型节点的撬力计算公式,分析验证了试验模型连接节点螺栓松动所对应的疲劳荷载幅,归纳总结出该类高强螺栓连接节点的疲劳破坏全过程。