随着我国交通基础设施建设的不断发展，跨线桥梁数量急剧上升，而采用转体施工方法修建跨线桥梁可以有效避免施工影响既有线路交通正常运营，因此在实际施工中被广泛应用，但其理论研究还不够深入，实际中广泛依靠经验，阻碍其进一步发展。本文依托某实际工程转体球铰结构，建立了球铰结构有限元仿真模型，与接触应力的理论进行了对比验证，揭示了球铰接触面在各个阶段的应力分布规律和球铰边缘效应的影响；基于不平衡力矩测试，研究了球铰结构接触应力受不平衡力矩作用的影响，提出了平衡控制的控制指标；探究了在风环境下各稳定性影响因素对桥梁转体的影响，并给出了风环境下平衡控制的具体建议。本文的主要工作如下：
　　（1）根据球铰的构造和受力特征，结合接触理论和弹性力学方法分析推导了适用于球铰构造不同的接触应力求解理论，包括规范简化算法、赫兹接触理论、半空间体在边界上受法向集中力，通过ABAQUS有限元模型相互验证，发现半空间体在边界上受法向集中力的计算方法能较好反映球铰混凝土接触面上的真实应力分布。
　　（2）通过深入研究球铰细部接触的受力分布问题，结合接触理论和数值模拟方法揭示了在静止状态和匀速转动、加速转动状态下的应力分布规律，通过构建分析应力时程曲线图并对比现行规范提出了转体过程的合理转速，并采用控制变量法系统研究了球铰系统各参数对接触边缘最大应力的影响规律。
　　（3）基于各不平衡力矩测试方法和现场实测数据，简要对比分析了不同方法的精确度；在此基础上，考虑了不平衡力矩的作用，以转体桥梁偏心距为控制量，研究了球铰结构在静止状态和转动状态下受不平衡力矩作用的影响，指出可用结构偏心距作为平衡控制的控制指标，并给出了参考值。
　　（4）在转体过程中，通过考虑转动角速度、墩高、不平衡力矩作用等因素与风荷载的耦合作用，分析了风环境下各因素对球铰转体过程稳定性的影响，为风环境下转体过程的平衡控制提供建议。