在飓风较多的沿海地区以及高烈度震区建设桥梁，桥梁支座除满足承载能力、位移和转动、使用寿命、减隔震、可靠性等方面的要求外，还应满足对竖向抗拉拔能力的要求。抗拉拔球型支座是在常规球型支座的基础上发展起来的一种新型桥梁支座，具有竖向抗拉拔能力，本文对其结构与性能进行研究。1抗拉拔球型支座的基本结构和工作原理常规球型支座主要由上支座板、下支座板、中座板以及耐磨板组成。上支座板与梁体相连，下支座板与墩台相接，中座板是球型支座的核心部分，常规球型支座通过平面耐磨板实现平面滑动功能，通过球面耐磨板实现转动功能。抗拉拔球型支座是在常规球型支座的基础上，为了抵抗垂直方向的拉拔力而设计的，QZ球型支座，其整体结构如图1所示。这种支座除具备常规球型支座的基本结构外，在上下支座板之间增加了抗拉拔结构，包括抗拉拔板和高强度抗拉拔螺栓，以满足竖向抗拉拔要求。抗拉拔球型支座在震及飓风发生时，成品QZ球型支座，能保证桥梁上、下结构之间合理的相对位移，对高烈度区尤其直下型震区的工程结构有良好的抗震作用，同时也适用于沿海飓风较多地区的桥梁工程和建筑工程等。
球型支座非线性有限元分析1.1支座基本结构球型支座由上支座板(含不锈钢板)、球冠衬板、下支座板、平面聚四氟乙烯板、球面聚四氟乙烯板和防尘结构，桥梁QZ球型支座，以及辅助部件(如转动套，锚固螺栓)等组成。球型支座基本结构如图1所示。注:1—上支座板;2—下支座板;3—球冠衬板;4—平面聚四氟乙烯板;5—球面聚四氟乙烯板图1球型支座基本结构示意梁端的竖向荷载是由上部结构(桥跨等)、上支座板、平面聚四氟乙烯板、球冠衬板、球面聚四氟乙烯板、下支座板传递到桥墩上。1.2支座有限元模型建立为了方便建模，提高计算效率，不考虑支座中对计算结果几乎没有影响的结构，如防尘结构和辅助部件。根据之前的研究结果，在支座有限元计算中，需要加入上部结构(桥跨)和下部结构(墩台)，这样可以使计算结果更加准确，更加贴合实际;桥跨和墩台模型尺寸，依据之前研究结果确定。由于球型支座结构和荷载的对称性，取支座的轴向1/2截面采用平面轴对称模型进行有限元建模和计算，单元选择Plane82
桥梁球型支座的竖向转动采用球铰结构，其容许转角可达到0.08 rad甚至更大，在坡桥上安装，支座顶板可自行紧贴梁底，极大的方便了安装施工。1竖向转动球型支座安装到梁底部，桁架QZ球型支座，一般认为支座的转动中心是支座上支座板与梁底接触的中心，即上支座板中心。球型支座的竖向转动是利用球冠板和曲面PTFE板滑动，支座产生转动，支座内部的球冠板围绕球心转动，同时支座上支座板与球冠板之间产生平动，解决支座的转动中心与球冠板的转动中心不重合，造成支座无法转动的问题。GB/T 17955-2009桥梁球型支座中4.1.5条规定，支座的转动力矩M按下列公式计算:M=RckμR。其中，Rck为支座竖向承载力;μ为支座滑动面的摩擦系数;R为球冠板的摩擦系数。上述公式是将球冠板简化成柱面得出的经验公式。2支座承受水平载荷后转动球型支座在承受竖向载荷的同时还承受水平载荷，支座上支座板做成凹槽状，下支座板放入上支座板的凹槽中，在凹槽的内侧形成平面接触，实现水平载荷的传递。单向球型支座的上支座板和下支座板之间留有间隙，在支座不承受水平载荷时，该间隙提供了支座竖向转动所需的上支座板平动位移量。
