FPQZ摩擦摆球型支座选型指南
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公路、城市桥梁工程建设
桥梁减隔震系列产品
FPQZ 摩擦摆球型支座 选型指南
武汉鑫拓力工程技术有限公司
WUHAN NEWTERY ENGINEERING TECHNOLOGY Co., Ltd.
2012 年 4 月
目录
1. 概述 .................................................... 1 2. 设计依据 ................................................ 1 3. 产品结构 ................................................ 1 4. FPQZ 摩擦摆球型支座减隔震原理 ............................ 3 5. 支座型号 ................................................ 5 6. 主要技术性能 ............................................ 5 7. 支座布置原则 ............................................ 7 8. 支座安装尺寸 ............................................ 8 9. 支座安装工艺 ........................................... 32
图 4.4 摩擦摆球型支座的水平力滞回曲线
第4页
FPQZ 摩擦摆球型支座选型指南
武汉鑫拓力工程技术有限公司
5. 支座型号 FPQZ - 4000-DX-e100 –R3-C（F）
C 表示常温型（可省略），F 表示耐寒型； 球面半径（m）； 支座减隔震位移量（mm）； DX 表示单向活动型支座； SX 表示双向活动型支座； GD 表示固定型支座； ZM 表示柱面单向活动型支座 竖向承载力（kN）
FPQZ-DX型，通常设置于活动墩，其在横桥向有限位板，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。
9.1 垫石构造要求............................................................................. 32 9.2 灌浆工艺..................................................................................... 33 9.3 现浇梁支座安装工艺流程 ......................................................... 34 9.4 预制梁支座安装工艺流程 ......................................................... 35 10.附属构件说明（预埋钢板、锚棒、锚栓等） ................. 36
能达到的最大值；纵桥向，无限位，热胀冷缩支座会摆动滑移，支座高度会发生较
小的变化，地震时，支座球面摆动所能达到的最大值； FPQZ-SX 系列支座的位移量：纵、横桥向，无限位，热胀冷缩支座会摆动滑移，
支座高度会发生较小的变化，地震时，支座球面摆动所能达到的最大值。 FPQZ-DX、FPQZ-SX 系列支座在热胀冷缩时，高度变化Δh 可以由下面公式计
图 7.1 简支梁 FPQZ 支座布置图 小跨度连续梁，如：3×30m，4×30m，50×30m 等，同样仅需设置 FPQZ-GD、 FPQZ-DX 两种支座，布置图如下：
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 = 2π R （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 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。
3 3.5 4 4.5 5 5.5 6
考虑桥梁工程实际需求及产品自身构造特殊，根据本系列支座的竖向力分成 四档，每一支座型号设计了四种球面半径，分别适用于不同桥梁工程场地类别。
半径 R 2.3 型号
1000~10000
Ⅰ
12500~20000
22500~40000
42500~60000
3
4 5 6 7.5 9
6.4 设计转角 θ（rad）
本系列支座设计转角不小于±0.02rad。
第6页
FPQZ 摩擦摆球型支座选型指南
武汉鑫拓力工程技术有限公司
6.5 温度适用范围 常温型为-25℃～+60℃；耐寒型为-40℃～+60℃。
6.6 摩擦系数 µ 本系列支座在-25℃～+60℃使用时，设计摩擦系数取 0.03； 在-40℃～+60℃使用时，设计摩擦系数取 0.05。
他相关行业规范研发的桥梁减隔震系列产品，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》（JTG D60-2004） 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004） 《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008） 《桥梁球型支座》（GB/T 17955-2009） 《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》（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》（GB 50017-2003） 《铁路工程抗震设计规范》（GB 50111-2006） 《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》（JT/T 722-2008） 《Structural bearings》滑动元件部分（EN 1337-2：2005） 《Structural bearings》盆式支座部分（EN 1337-5：2005） 《Structural bearings》球型和圆柱型 PTFE 支座部分（EN 1337-7：2005） 《Anti-seismic devices》（EN15129-2009）
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 3.1 FPQZ 摩擦摆球型支座产品结构示意图
支座部件名称 上支座板 不锈钢板 耐磨板 球冠组件 球面耐磨板 下支座板 剪板组件 锚棒，锚栓
材料 Q345B / ZG270-500 1Cr18Ni9Ti/0Cr17Ni12Mo2
wenku.baidu.com支座厂家应根据桥梁设计防腐要求选择相应的防腐体系。
6. 主要技术性能 6.1 竖向承载力 本系列支座根据设计需求，竖向承载力分为 30 个等级： 1000kN、1500kN、2000kN、2500kN、3000kN、3500kN、4000kN、4500kN、
5000kN、6000kN、7000kN、8000kN、9000kN、10000kN、12500KN、15000kN、17500kN、 20000kN、22500kN、25000kN、27500kN、30000kN、32500kN、35000kN、37500kN、 40000kN、45000kN、50000kN、55000kN、60000kN。
图 4.3 地震加速度反应谱
第3页
FPQZ 摩擦摆球型支座选型指南
武汉鑫拓力工程技术有限公司
FPQZ 摩擦摆球型支座除具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：
水平力为： F = V × d + µ ⋅V R
屈服后刚度： K = V R
摩擦摆球型支座类型代号。 本例表示竖向承载力为 4000kN，减隔震位移量为±100mm，球面半径为 3m，
常温单向活动型摩擦摆球型支座。
当为柱面单向活动型支座时，位移量由减隔震位移及单向活动位移两部分组成， 表示为 e100/50，即减隔震位移量为±100mm，单向活动位移量为±50mm。
该系列支座根据使用环境分普通型（一般大气环境）和耐腐蚀型（海洋大气环 境与重度污染大气环境），耐腐蚀支座型号后加注（NS）以做标识；如上述示例耐 腐蚀型支座表示为：FPQZ-4000-DX-e100-R3-NS。
算得出：
∆h ≈ R − R2 − d 2
式中：R 指本系列支座的球面半径，d 指桥梁热胀冷缩时产生实际位移量。
FPQZ-ZM系列支座的位移量：e150/200，前面150为横桥向球面摆动位移量； 后面的200为纵向热胀冷缩的位移量，纵向位移不会引起高度变化，其分为5级： ±100mm，±150mm，±200mm，±250mm，±300mm。
振动周期为： T = 2π
1 g × 1 + µ
R d
等效刚度为： K e
=V
×
1 R
+
µ d
等效阻尼比为:
β eff
=
2 π
×
1 d +1
µR
式中：V 为支座承受竖向载荷； R 为摆球面半径； d 为支座摆动位移； µ 为支座的摩擦系数。
FPQZ 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，水平力 滞回曲线的基本形状如图 4.4 所示。
7. 支座布置原则 FPQZ 摩擦摆球型支座的布置主要和桥梁的结构形式有关，支座的布置合理与
否将直接影响到支座的受力状况，简支梁、连续梁主要布置方式如下： 简支梁采用 FPQZ-GD、FPQZ-DX 两种支座，简支梁跨度较小（通常小于 100m），
所以不需要考虑 FPQZ 摩擦摆支座热胀冷缩高度的变化；支座布置图如 7.1 所示：
Ⅱ ⅢⅣ Ⅰ ⅡⅢⅣ
ⅠⅡⅢ Ⅳ ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ
上表中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ隔震等级，建议：分别对应《公路桥梁抗震细则》 （JTG/T B02-1-2008）第4.1.8节中场地类别。
6.3 设计位移 FPQZ-GD 系列支座的位移量：地震时，限位环剪断，支座球面摆动所能达到的
最大值； FPQZ-DX 系列支座的位移量：横桥向，地震时，限位环剪断，支座球面摆动所
FPQZ 摩擦摆球型支座选型指南
武汉鑫拓力工程技术有限公司
选型指南
1. 概述 FPQZ 摩擦摆球型支座是按照国家标准《桥梁球型支座》(GB/T 17955-2009)，
同时参照并 满足欧洲 标准《Anti-seismic devices》（EN15129-2009 ）、《Structural bearings – Part 7：Spherical and cylindrical PTFE bearings》（EN 1337-7：2005）及其
6.2 球面半径
球面半径是 FPQZ 系列球型支座的关键减隔震参数，其决定了产品、桥梁自
第5页
FPQZ 摩擦摆球型支座选型指南
武汉鑫拓力工程技术有限公司
振周期，两者间的关系如下：T = 2π R
g
本系列支座根据设计需求，半径R分为7个等级：
球面半径（m） 2.3 3 4 5 6 7.5 9
周期（s）
改性超高分子量聚四氟乙烯 Q345B / ZG270-500
改性超高分子量聚四氟乙烯 Q345B / ZG270-500
Q345B，40CrMo，10.9 级 45#/35#,12.9 级
第2页
FPQZ 摩擦摆球型支座选型指南
武汉鑫拓力工程技术有限公司
4. FPQZ 摩擦摆球型支座减隔震原理 FPQZ 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
···
3. 产品结构 FPQZ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、
剪板组件及锚固组件等组成。
第1页
FPQZ 摩擦摆球型支座选型指南
武汉鑫拓力工程技术有限公司
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；
桥梁减隔震系列产品
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1. 概述 .................................................... 1 2. 设计依据 ................................................ 1 3. 产品结构 ................................................ 1 4. FPQZ 摩擦摆球型支座减隔震原理 ............................ 3 5. 支座型号 ................................................ 5 6. 主要技术性能 ............................................ 5 7. 支座布置原则 ............................................ 7 8. 支座安装尺寸 ............................................ 8 9. 支座安装工艺 ........................................... 32
图 4.4 摩擦摆球型支座的水平力滞回曲线
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5. 支座型号 FPQZ - 4000-DX-e100 –R3-C（F）
C 表示常温型（可省略），F 表示耐寒型； 球面半径（m）； 支座减隔震位移量（mm）； DX 表示单向活动型支座； SX 表示双向活动型支座； GD 表示固定型支座； ZM 表示柱面单向活动型支座 竖向承载力（kN）
FPQZ-DX型，通常设置于活动墩，其在横桥向有限位板，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。
9.1 垫石构造要求............................................................................. 32 9.2 灌浆工艺..................................................................................... 33 9.3 现浇梁支座安装工艺流程 ......................................................... 34 9.4 预制梁支座安装工艺流程 ......................................................... 35 10.附属构件说明（预埋钢板、锚棒、锚栓等） ................. 36
能达到的最大值；纵桥向，无限位，热胀冷缩支座会摆动滑移，支座高度会发生较
小的变化，地震时，支座球面摆动所能达到的最大值； FPQZ-SX 系列支座的位移量：纵、横桥向，无限位，热胀冷缩支座会摆动滑移，
支座高度会发生较小的变化，地震时，支座球面摆动所能达到的最大值。 FPQZ-DX、FPQZ-SX 系列支座在热胀冷缩时，高度变化Δh 可以由下面公式计
图 7.1 简支梁 FPQZ 支座布置图 小跨度连续梁，如：3×30m，4×30m，50×30m 等，同样仅需设置 FPQZ-GD、 FPQZ-DX 两种支座，布置图如下：
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 = 2π R （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 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。
3 3.5 4 4.5 5 5.5 6
考虑桥梁工程实际需求及产品自身构造特殊，根据本系列支座的竖向力分成 四档，每一支座型号设计了四种球面半径，分别适用于不同桥梁工程场地类别。
半径 R 2.3 型号
1000~10000
Ⅰ
12500~20000
22500~40000
42500~60000
3
4 5 6 7.5 9
6.4 设计转角 θ（rad）
本系列支座设计转角不小于±0.02rad。
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6.5 温度适用范围 常温型为-25℃～+60℃；耐寒型为-40℃～+60℃。
6.6 摩擦系数 µ 本系列支座在-25℃～+60℃使用时，设计摩擦系数取 0.03； 在-40℃～+60℃使用时，设计摩擦系数取 0.05。
他相关行业规范研发的桥梁减隔震系列产品，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》（JTG D60-2004） 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004） 《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008） 《桥梁球型支座》（GB/T 17955-2009） 《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》（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》（GB 50017-2003） 《铁路工程抗震设计规范》（GB 50111-2006） 《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》（JT/T 722-2008） 《Structural bearings》滑动元件部分（EN 1337-2：2005） 《Structural bearings》盆式支座部分（EN 1337-5：2005） 《Structural bearings》球型和圆柱型 PTFE 支座部分（EN 1337-7：2005） 《Anti-seismic devices》（EN15129-2009）
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 3.1 FPQZ 摩擦摆球型支座产品结构示意图
支座部件名称 上支座板 不锈钢板 耐磨板 球冠组件 球面耐磨板 下支座板 剪板组件 锚棒，锚栓
材料 Q345B / ZG270-500 1Cr18Ni9Ti/0Cr17Ni12Mo2
wenku.baidu.com支座厂家应根据桥梁设计防腐要求选择相应的防腐体系。
6. 主要技术性能 6.1 竖向承载力 本系列支座根据设计需求，竖向承载力分为 30 个等级： 1000kN、1500kN、2000kN、2500kN、3000kN、3500kN、4000kN、4500kN、
5000kN、6000kN、7000kN、8000kN、9000kN、10000kN、12500KN、15000kN、17500kN、 20000kN、22500kN、25000kN、27500kN、30000kN、32500kN、35000kN、37500kN、 40000kN、45000kN、50000kN、55000kN、60000kN。
图 4.3 地震加速度反应谱
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FPQZ 摩擦摆球型支座除具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：
水平力为： F = V × d + µ ⋅V R
屈服后刚度： K = V R
摩擦摆球型支座类型代号。 本例表示竖向承载力为 4000kN，减隔震位移量为±100mm，球面半径为 3m，
常温单向活动型摩擦摆球型支座。
当为柱面单向活动型支座时，位移量由减隔震位移及单向活动位移两部分组成， 表示为 e100/50，即减隔震位移量为±100mm，单向活动位移量为±50mm。
该系列支座根据使用环境分普通型（一般大气环境）和耐腐蚀型（海洋大气环 境与重度污染大气环境），耐腐蚀支座型号后加注（NS）以做标识；如上述示例耐 腐蚀型支座表示为：FPQZ-4000-DX-e100-R3-NS。
算得出：
∆h ≈ R − R2 − d 2
式中：R 指本系列支座的球面半径，d 指桥梁热胀冷缩时产生实际位移量。
FPQZ-ZM系列支座的位移量：e150/200，前面150为横桥向球面摆动位移量； 后面的200为纵向热胀冷缩的位移量，纵向位移不会引起高度变化，其分为5级： ±100mm，±150mm，±200mm，±250mm，±300mm。
振动周期为： T = 2π
1 g × 1 + µ
R d
等效刚度为： K e
=V
×
1 R
+
µ d
等效阻尼比为:
β eff
=
2 π
×
1 d +1
µR
式中：V 为支座承受竖向载荷； R 为摆球面半径； d 为支座摆动位移； µ 为支座的摩擦系数。
FPQZ 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，水平力 滞回曲线的基本形状如图 4.4 所示。
7. 支座布置原则 FPQZ 摩擦摆球型支座的布置主要和桥梁的结构形式有关，支座的布置合理与
否将直接影响到支座的受力状况，简支梁、连续梁主要布置方式如下： 简支梁采用 FPQZ-GD、FPQZ-DX 两种支座，简支梁跨度较小（通常小于 100m），
所以不需要考虑 FPQZ 摩擦摆支座热胀冷缩高度的变化；支座布置图如 7.1 所示：
Ⅱ ⅢⅣ Ⅰ ⅡⅢⅣ
ⅠⅡⅢ Ⅳ ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ
上表中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ隔震等级，建议：分别对应《公路桥梁抗震细则》 （JTG/T B02-1-2008）第4.1.8节中场地类别。
6.3 设计位移 FPQZ-GD 系列支座的位移量：地震时，限位环剪断，支座球面摆动所能达到的
最大值； FPQZ-DX 系列支座的位移量：横桥向，地震时，限位环剪断，支座球面摆动所
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1. 概述 FPQZ 摩擦摆球型支座是按照国家标准《桥梁球型支座》(GB/T 17955-2009)，
同时参照并 满足欧洲 标准《Anti-seismic devices》（EN15129-2009 ）、《Structural bearings – Part 7：Spherical and cylindrical PTFE bearings》（EN 1337-7：2005）及其
6.2 球面半径
球面半径是 FPQZ 系列球型支座的关键减隔震参数，其决定了产品、桥梁自
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振周期，两者间的关系如下：T = 2π R
g
本系列支座根据设计需求，半径R分为7个等级：
球面半径（m） 2.3 3 4 5 6 7.5 9
周期（s）
改性超高分子量聚四氟乙烯 Q345B / ZG270-500
改性超高分子量聚四氟乙烯 Q345B / ZG270-500
Q345B，40CrMo，10.9 级 45#/35#,12.9 级
第2页
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4. FPQZ 摩擦摆球型支座减隔震原理 FPQZ 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
···
3. 产品结构 FPQZ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、
剪板组件及锚固组件等组成。
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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；