某一工程所用大轉(zhuǎn)角網(wǎng)架球鉸支座為例，對(duì)照普通球鉸支座，對(duì)其性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算方法進(jìn)行分析。對(duì)所研究的球鉸支座的性能要求承載能力N＝10000kN抗拉能力F＝2000kN抗剪能力H＝3000kN轉(zhuǎn)角θ＝0.05rad轉(zhuǎn)動(dòng)中心設(shè)定在O點(diǎn)處（見圖1）。工況分析球鉸支座在服役期間可能出現(xiàn)的工況：1.球鉸支座在承受壓力的同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)；2.球鉸支座在承受拉力的同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)；3.球鉸支座在承受壓力的同時(shí)承受剪力和轉(zhuǎn)動(dòng)；4.球鉸支座在承受拉力的同時(shí)承受剪力和轉(zhuǎn)動(dòng)；以上4種工況中較不利的工況是較后一種。
以下即按這種工況進(jìn)行球鉸支座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算。球鉸支座球鉸支座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和傳力路徑考慮到對(duì)球鉸支座有大轉(zhuǎn)角的要求和有設(shè)定的轉(zhuǎn)動(dòng)中心的要求，采用球面?zhèn)髁Φ拇筠D(zhuǎn)角網(wǎng)架球鉸支座方案，結(jié)合轉(zhuǎn)動(dòng)中心和轉(zhuǎn)角確定傳力球面的球心，以適應(yīng)工程要求。球鉸支座傳力路徑：上部結(jié)構(gòu)將荷載傳給上支座板，然后依次通過(guò)不銹鋼板、平面耐磨板、球冠板、球面耐磨板和下支座板傳遞給下部結(jié)構(gòu)。
球鉸支座大轉(zhuǎn)角網(wǎng)架球鉸支座與普通球鉸支座結(jié)構(gòu)、性能對(duì)照當(dāng)球鉸支座轉(zhuǎn)動(dòng)后，球鉸支座承受拉力的兩個(gè)作用面——上支座板的A面和下支座板的B面之間夾角為0.05rad，支座承受水平力的兩個(gè)作用面——上支座板的C面和下支座板的D面之間夾角也為0.05rad，在這種情況下，球鉸支座承受拉力和剪力時(shí)皆為線傳力。
甚至造成點(diǎn)傳力。特別是在承受拉力時(shí)，受力點(diǎn)偏向一側(cè)，破壞了均衡受力狀況，很可能造成構(gòu)件破壞。且如果先有了拉力、剪力，又需支座轉(zhuǎn)動(dòng)，支座先在拉力、剪力作用下，作用面（都是平面）貼合，支座就再也轉(zhuǎn)不動(dòng)了，轉(zhuǎn)角釋放不了，有害力矩也釋放不了。球鉸支座大轉(zhuǎn)角網(wǎng)架球鉸支座以O(shè)點(diǎn)為轉(zhuǎn)動(dòng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)0.05rad且承受拉力、水平剪力時(shí)的狀況。
可以看出當(dāng)球鉸支座轉(zhuǎn)動(dòng)后，球鉸支座承受拉力的兩個(gè)作用面（見G處、H處）仍為球面結(jié)合，支座承受水平力的兩個(gè)作用面（見G處、H處）也仍為球面結(jié)合，在這種情況下，支座在承受拉力和剪力時(shí)皆為球面?zhèn)髁Γ淮嬖谄d或應(yīng)力集中，不破壞原有的傳力狀況，保證結(jié)構(gòu)，且仍可繞設(shè)定的轉(zhuǎn)動(dòng)中心O轉(zhuǎn)動(dòng)。

鋼結(jié)構(gòu)球鉸支座的工作原理，是在盆式橡膠支座基礎(chǔ)上，發(fā)展起來(lái)的一種新型橋梁支座。其基本原理是支座的轉(zhuǎn)角通過(guò)球冠襯板與球面四氟板之間的滑動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)角遠(yuǎn)大于盆式支座，一般為0.01-0.02rad，豐爭(zhēng)穿膊大橋主橋上1000kN的球形支座設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)角達(dá)到0.042rad。球型支座適用于城市立交橋和大跨度公路橋。
尤其是彎橋和寬橋。鋼結(jié)構(gòu)球型支座的主要技術(shù)性能：可承受豎向載荷；具有抗豎向拉豎向地震時(shí)上下結(jié)構(gòu)不脫節(jié)；具有抗水平力的性能，保證水平地震時(shí)結(jié)構(gòu)不脫落；可適應(yīng)徑向、環(huán)向的位移要求；可適應(yīng)任意方向的轉(zhuǎn)角要求；減震支座具有良好的減震性能；鋼結(jié)構(gòu)抗震支座通過(guò)球面?zhèn)髁?，不出現(xiàn)力的縮頸現(xiàn)象，作用在上、下結(jié)結(jié)構(gòu)的反力比較均勻；支座不用橡膠承壓。
不存在橡膠老化對(duì)支座的影響，使用壽命長(zhǎng)。球型支座的設(shè)計(jì)參數(shù)：支座豎向承載力分為300KN~10000KN十四個(gè)級(jí)別；支座的抗水平力為豎向承載力的20%；支座抗豎向拉力：GKQZ型、GJQZ型抗豎向拉力為豎向承載力的20%；GKGZ型、GJGZ型抗豎向拉力為豎向承載力的30%；設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)角為0.08rad（可根據(jù)用戶要求另行設(shè)計(jì)）支座的徑向位移量±20mm-±50mm。