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?，不存在偏載或應(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)。

網(wǎng)架固定支座固定球鉸支座布置圖與網(wǎng)架形式、網(wǎng)架下部結(jié)構(gòu)等都有關(guān)，支座以傳遞豎向力為主，因此摩擦力不作為考慮因素，同時(shí)如果下部為混凝土結(jié)構(gòu)，網(wǎng)架支座,網(wǎng)架固定支座,網(wǎng)架球鉸支座采用0.3的彈性剛度與該支座的狀態(tài)比較接近；摩擦力與支座的彈性剛度還有不同之處在于，摩擦力不只與摩擦系數(shù)相關(guān)，還與網(wǎng)架固定支座壓力有關(guān)，而網(wǎng)架的不同部位，豎向反力是不同的。如果平板支座的水平彈性剛度按下部結(jié)構(gòu)處理，則需將支座底板與過渡板焊勞，這時(shí)更不存在摩擦力的問題。 在梁體安裝完畢后，或現(xiàn)澆混凝土梁體形成整體并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，在張拉梁體預(yù)應(yīng)力之前，拆除上、下支座連接板，以防止約束梁體正常轉(zhuǎn)動(dòng)。 拆除上、下支座連接板后，檢查支座外觀，并及時(shí)安裝支座外防塵罩。 當(dāng)球鉸支座與梁體及墩臺(tái)采用焊接連接時(shí)，應(yīng)先將交座準(zhǔn)確定位后，用對(duì)稱間斷焊接，將下支座板與墩臺(tái)上預(yù)埋鋼板焊接，焊接時(shí)應(yīng)防止燒傷支座及混凝土。球鉸 支座在試運(yùn)營(yíng)期一年后應(yīng)進(jìn)行檢查，支座附近的雜物及灰塵，并用棉絲仔細(xì)擦除不銹鋼表面的灰塵。