可调轴线新型钢拱架在混凝土拱桥施工中已经得到使用,要实现此种支架可调性更强,适用性更广泛,线型更良好并具有合理的力学性能和变形性能,就必须设计好此种支架的关键节点,即在支架的上弦杆件中设置的可调长度和方向的球形连接系统节点,这个节点系统既要实现上述机械功能,又要具有良好的力学特性和变形性能,确保支架结构在具有较强可调性的同时,又是安全可靠的。而这种连接系统节点的力学特性和变形特性,相对于该支架结构的其它节点要复杂很多,尤其是这个节点中借助外预紧高强螺栓形成的球形节点刚度对这个节点的力学特性和变形特性起着决定作用,甚至对整个拱架的承载能力和变形产生重要影响。因此对新型拱架球形连接系统节点进行全面的研究,获得其受力性能和变形特性是很有必要的。为此,本文进行了如下的研究:本文首先用Abaqus有限元软件,采用实体单元建立连接系统节点的精细化模型,对节点进行局部分析,得到了基于几何非线性和状态非线性的连接系统节点面内和面外两个方向的非线性弯矩-转角特征曲线,并提出了针对该节点系统弯矩-转角曲线特性的确定方式,定义了曲线的三个阶段,分别为:弹性阶段、非线性阶段和失效阶段,同时给出了关键临界点的确定方法,获得了节点面内和面外两个方向的初始转动刚度分别为:1961kN·m/rad、4533kN·m/rad,并依据欧洲钢结构设计规范Eurocode3定量的判定本文所研究的节点属于半刚性节点的范畴。并将上述求解节点初始转动刚度的方法运用到实际工程中,求得新型拱架在四个不同连接部位处节点的初始转动刚度。为了探讨节点的半刚性性能,对影响节点半刚性性能的各敏感性因素进行了大量的分析,共计22组数据。具体研究了节点受荷大小,节点部件间的摩擦系数、调节螺杆直径、高强螺栓直径及高强螺栓性能等级等因素对节点初始刚度和极限承载力的影响。研究结果表明:在其他条件相同情况下,各因素对节点初始刚度的影响:（1）调节螺杆直径对节点初始刚度影响最大,而且随着直径的增加,初始转动刚度增加;（2）不同摩擦系数对节点初始刚度也有一定影响,随着摩擦系数的增大,初始转动刚度也增大;（3）而节点受荷大小和高强螺栓直径、性能等级对节点初始刚度基本无影响。在其他条件相同情况下,各因素对节点极限承载力均有一定影响:按照对节点极限承载力影响程度划分依次为摩擦系数、调节螺杆直径、高强螺栓直径、节点受荷大小和高强螺栓螺栓性能等级。最后结合工程实例,将拱架球形连接系统节点引入拱架整体结构体系中,采用Madis Civil有限元软件,利用梁单元建立新型拱架空间整体模型,并将理论值与实测值进行了对比分析,其一致性表明:将拱架球形连接系统节点视为半刚性节点更为合理,相较于将拱架球形节点视为绞节点,其变形计算精度提高了21%,应力计算精度提高了10%。同时表明,本文采用的确定初始转动刚度的方法是正确的,所确定的各部位的初始转动刚度也是正确的。