李冰，王少华，严情木

(1.西南交通大学新型驱动技术中心，四川成都 610031;2.西南交通大学机械工程研究所，四川成都 610031)

桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要结构部件。它能将桥梁上部结构的反力和变形(位移和转角)可靠地传递给桥梁下部结构，以适应梁体自由伸缩及转动的需要。目前应用广泛的桥梁支座形式有板式橡胶支座、盆式橡胶支座、球型支座等［1］。板式橡胶支座结构简单、成本低廉，但承载能力较低;盆式橡胶支座承载能力较高、滑动摩擦系数小、转动灵活，但橡胶材料易老化、设计转角较小［2-3］;球型支座设计转角可远大于盆式橡胶支座，一般为0.01～0.02 rad，必要时也可以达到0.05 rad，承载能力高，可适应于大跨度桥梁的应用。球型支座在转动力矩作用下，会在转动接触面之间发生较大位移和转动，对结构承载方式会产生显著影响，必须在分析中加以考虑。通过建立常规力学模型分析球型支座转动性能，并通过非线性接触有限元分析方法进行验证，确定球型支座的转动条件。研究不同转角下球型支座各部件应力分布情况，在此基础上，研究了球型支座主要设计参数对支座性能的影响。分析计算结果对以后球型支座的优化设计和应用有重要的理论意义和实用价值。

1 球型支座的转动分析

1.1 球型支座结构

球型支座基本结构示意如图1［4］。

图1 球型支座基本结构示意

1.2 球型支座力学模型分析

在转动力矩作用下，球型支座在球面四氟板处发生转动［1］，建立球型支座力学模型如图2所示。……