中交二院-fpqz摩擦摆球型支座选型指南

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1、公路、城市桥梁工程建设桥梁减隔震系列产品FPQZ系列摩擦摆球型支座选型指南中交第二公路勘察设计研究院有限公司2012013201333年年年年4444月月月月中交第二公路勘察设计研究院有限公司FPQZ摩擦摆球型支座选型指南选型指南1概述FPQZ系列摩擦摆球型支座是按照国家标准《桥梁球型支座》(GB/T17955-2009)，同时参照并满足欧洲标准《Anti-seismicdevices》（EN15129-2009）、《Structuralbearings–Part7：SphericalandcylindricalPTFEbearings》（EN133

2、7-7：2005）及其他相关行业规范研发的桥梁减隔震系列产品，通过了省部级科技成果鉴定（鄂科鉴字[2013]第04073023号），适用于公路、城市的各类型桥梁，尤其是震区桥梁。2设计依据
《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）
《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008）
《桥梁球型支座》（GB/T17955-2009）
《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）
《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）
《铁路桥梁钢结构设计规范》

3、（TB10002.2-2005）
《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB10002.3-2005）
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
《铁路工程抗震设计规范》（GB50111-2006）
《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》（JT/T722-2008）
《Structuralbearings》滑动元件部分（EN1337-2：2005）
《Structuralbearings》盆式支座部分（EN1337-5：2005）
《Structuralbearings》球型和圆柱型PTFE支座部分（EN1337-7：2005）
《An

4、ti-seismicdevices》（EN15129-2009）
···3产品结构
FPQZ系列摩擦摆球型支座分为固定型、单向型、双向型、柱面型，一般由上支座板、不锈钢板、上耐磨板、球冠、下耐磨板、橡胶密封环、下支座板、限位装置及锚固组件等组成。2中交第二公路勘察设计研究院有限公司FPQZ摩擦摆球型支座选型指南
FPQZ-GD型，通常设置于固定墩，其在正常工况下为固定支座，地震时限位环剪断，支座双向减隔震；
FPQZ-DX型，该支座可用作纵向活动型或横向活动型，当用于纵向活动型时，其在横桥向设有限位板，纵桥向可自由位移，地震时横桥向限位板剪断，支座双

5、向减隔震；
FPQZ-SX型，其在正常工况下可以任意方向活动，地震时双向减隔震；
FPQZ-ZM型，通常用于跨度较大的连续梁的活动墩，其在纵向活动为柱面，因此热胀冷缩支座高度不变化，地震时横向减隔震。固定型(FPQZ-GD)单向活动型(FPQZ-DX)双向活动型(FPQZ-SX)柱面单向活动型(FPQZ-ZM)图3.1FPQZ系列摩擦摆球型支座产品结构示意图支座部件名称材料上支座板Q345B/ZG270-500不锈钢板1Cr18Ni9Ti/0Cr17Ni12Mo2耐磨板改性超高分子量聚乙烯球冠组件Q345B/ZG270-500球面耐磨板改性超高分子量

6、聚乙烯下支座板Q345B/ZG270-500限位装置Q345B，40CrMo，10.9级锚棒，锚栓45#/35#,12.9级3中交第二公路勘察设计研究院有限公司FPQZ摩擦摆球型支座选型指南4FPQZ系列摩擦摆球型支座减隔震原理FPQZ系列摩擦摆球型支座是利用单摆原理设计开发的，如图4.1所示，单摆周期仅与摆长半径R有关，与质量块m大小无关，因此桥梁结构安装摩擦摆支座后的自振周期由球面半径R决定。单摆周期公式：T=2pR（α≤±5°）g图4.1单摆运动模型图4.2桥梁结构利用摩擦摆支座减隔震模型如图4.3地震加速度反应谱所示，只要将桥梁自振周期延长至

7、3s、4s或更长，就可以大大降低桥梁结构地震响应，这就是桥梁结构安装FPQZ支座减隔震原理。图4.3地震加速度反应谱4中交第二公路勘察设计研究院有限公司FPQZ摩擦摆球型支座选型指南FPQZ系列摩擦摆球型支座除能有效延长桥梁结构周期、降低地震响应外，还可以通过自身的摩擦耗散地震能量，进一步降低结构地震响应，其力学行为本构关系式如下：V水平力为：F=´d+m×VRV屈服后刚度：K=R振动周期为：1T=2p1mg´+Rd1m等效刚度为：Ke=V´+Rd21等效阻尼比为:βeff=´pd+1mR式中：V为支座承受竖向载荷；R为摆球面

8、半径；d为支座摆动位移；µ为支座的摩擦系数。FPQZ系列摩擦摆球型支座的滞回曲线线形基本上是规则的平行四边形