如今,我国交通事业处于迅猛发展阶段,总里程和线路网密度逐年增长,使得跨线桥数量快速上升。在这种情况下,桥梁转体施工工艺具有突出的优势,可以在不影响既有线路运输任务的基础上,安全快速进行施工。因此,转体施工具有广阔的应用前景和很大的研究价值。转动球铰是转动系统中最为重要的受力部件。然而,目前对球铰接触面受力情况的研究还不够成熟、充分,相关文献也比较少。鉴于此,本文依托实际工程(75+75)m茂湛铁路跨线桥,系统分析球铰的力学特性,提出其接触面的优化设计方法,并用有限元方法进行验证。本文的主要工作有:1.在查阅文献的基础上,回顾并总结了国内外转体桥梁的发展历程和研究现状;建立了四种不同形状的微凸体接触模型,探索了集中荷载、接触应力、压入深度和RMS slope之间的关系;2.使用ABAQUS建立茂湛铁路跨线桥的转动系统模型,包括常规模型(无PTFE滑块)和真实模型(有PTFE滑块),分析了转体施工中球铰接触面的应力分布规律,并与理论解进行了比较,验证了模型的正确性;对考虑滑块的真实模型的计算和对转动过程中受力情况的分析,是本文的创新点之一;3.在此基础上,通过公式推导,结合复合刚性曲面知识,分别提出了常规模型和真实模型的简化模型,并对其正确性进行了验证;4.为改善球铰接触面的应力分布情况,降低边缘效应,基于弹性半空间理论,提出接触面的优化设计方法,并对其优化效果进行了检验,为球铰的设计、制造提供借鉴。