Dispositivo de bloqueo-de velocidad (LUD) y cojinete de bloqueo-de velocidad (VLB) para puentes

El dispositivo-de bloqueo o unidad de transmisión de impactos (STU) es un equipo antisísmico-tipo cilindro de aceite-que se aplica principalmente en puentes y edificios-de gran-escala para resistir cargas de impacto repentino, como terremotos y frenadas de emergencia. Su función principal radica en coordinar las fuerzas estructurales a través de un mecanismo de bloqueo dinámico: permite que los puentes se expandan y contraigan libremente en las condiciones diarias, mientras bloquea rápidamente los pilares y las plataformas del puente durante vibraciones repentinas, lo que permite que varios pilares compartan conjuntamente cargas longitudinales. El dispositivo está lleno de un medio de resina de silicona de alta-viscosidad con tixotropía inversa: fluye lentamente para adaptarse a desplazamientos menores en condiciones normales, y su viscosidad aumenta para hacer que el fluido casi se solidifique tras un impacto a alta-velocidad, logrando un bloqueo instantáneo del pistón. El cuerpo principal está construido con acero inoxidable y acero aleado de alta-resistencia a la corrosión-, con una estructura de sellado optimizada para las características de la resina de silicona. Su vida útil está limitada por el envejecimiento de los componentes de sellado y la corrosión del material. Durante la instalación, es crucial garantizar que el eje se alinee con la dirección de deformación del puente, y los dispositivos de ajuste deben configurarse para adaptarse a los errores de instalación; por ejemplo, el ajuste de longitud se puede lograr a través de marcos, cilindros de vacío y mecanismos de conexión con orificios-.
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Descripción
 

Dispositivo de bloqueo-de velocidad (LUD) y cojinete de bloqueo-de velocidad (VLB) para puentes

 

 

Velocity Lock-up Device (LUD/LUD) y Velocity Lock-up Bearing (VLB) son productos innovadores de protección sísmica pasiva desarrollados por Luzetech, especializados para puentes y proyectos de construcción a gran-escala en zonas sísmicas, regiones de fuertes-vientos o escenarios con importantes fuerzas de frenado de vehículos.

 

 

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1. Descripción general del producto

 

Velocity Lock-up Device (LUD/LUD) y Velocity Lock-up Bearing (VLB) son productos innovadores de protección sísmica pasiva desarrollados por Luzetech, especializados para puentes y proyectos de construcción a gran-escala en zonas sísmicas, regiones de fuertes-vientos o escenarios con importantes fuerzas de frenado de vehículos.

 

Bloquear-dispositivoo Unidad de transmisión de impacto (STU) es un equipo antisísmico de tipo cilindro de aceite-tipo-que se aplica principalmente en puentes y edificios de gran-escala para resistir cargas de impacto repentino, como terremotos y frenadas de emergencia. Su función principal radica en coordinar las fuerzas estructurales a través de un mecanismo de bloqueo dinámico: permite que los puentes se expandan y contraigan libremente en las condiciones diarias, mientras bloquea rápidamente los pilares y las plataformas del puente durante vibraciones repentinas, lo que permite que varios pilares compartan conjuntamente cargas longitudinales. El dispositivo está lleno de un medio de resina de silicona de alta-viscosidad con tixotropía inversa-que fluye lentamente para adaptarse a desplazamientos menores en condiciones normales, y su viscosidad aumenta para hacer que el fluido casi se solidifique tras un impacto a alta-velocidad, logrando un bloqueo instantáneo del pistón. El cuerpo principal está construido con acero inoxidable y acero aleado de alta-resistencia a la corrosión-, con una estructura de sellado optimizada para las características de la resina de silicona. Su vida útil está limitada por el envejecimiento de los componentes de sellado y la corrosión del material. Durante la instalación, es fundamental garantizar que el eje se alinee con la dirección de deformación del puente, y los dispositivos de ajuste deben configurarse para adaptarse a los errores de instalación.-por ejemplo, el ajuste de longitud se puede lograr mediante marcos, cilindros de vacío y mecanismos de conexión con orificios-.

 

 

Velocity Lock-up Bearing es un nuevo tipo de rodamiento sísmico que combina ingeniosamente LUD con rodamientos móviles estándar (cojinetes de caucho o rodamientos esféricos de acero). Es adecuado para puentes y otros proyectos de construcción-a gran escala en zonas sísmicas, así como entornos con fuertes vientos y fuerzas significativas de frenado de vehículos. VLB soporta eficazmente cargas verticales y horizontales; su característica destacada es que LUD se bloquea bajo fuerzas sísmicas o de frenado, lo que restringe el movimiento relativo entre las partes superior e inferior del soporte y permite que tanto los pilares móviles como los fijos compartan fuerzas horizontales de forma conjunta. VLB reduce los costos del proyecto, ofrece una excelente durabilidad y facilita una instalación, inspección y reemplazo convenientes.

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2. Principio de funcionamiento

 

 

 

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Ambos productos funcionan en función de la conmutación de estado activada por velocidad-, con silicona como medio amortiguador y componentes centrales que incluyen tapas de extremo, aceite de silicona, cilindros y sistemas de sellado:

Condiciones normales: La fluencia o los cambios de temperatura de la viga provocan un movimiento relativo lento entre la viga y la tapa del pilar, lo que hace que el pistón se mueva lentamente dentro del cilindro. La silicona fluye gradualmente desde una cámara separada por el pistón a la otra, lo que produce una fuerza de reacción mínima en el vástago del pistón.

Condiciones sísmicas/de frenado: Cuando la velocidad de movimiento relativa del pistón contra el cilindro excede la velocidad de diseño de LUD, la silicona no puede fluir entre las cámaras rápidamente o se mueve extremadamente lentamente. En este punto, el movimiento del pistón se detiene o disminuye significativamente, lo que provoca que el LUD se bloquee y la fuerza de reacción sobre el vástago del pistón excede la carga horizontal de diseño. A diferencia de los amortiguadores de fluidos convencionales, LUD no prioriza la disipación de energía ni la absorción de impactos; su función principal es la distribución y transmisión de fuerzas. Durante terremotos o vientos fuertes, LUD o VLB se bloquean y actúan como una conexión rígida, asegurando que las fuerzas horizontales se distribuyan uniformemente entre múltiples pilares para lograr efectos de protección sísmica.

 

3. Especificaciones técnicas

 

3.1 Parámetros básicos de rendimiento

 

Parámetro

Especificación

Capacidad de carga vertical

16 grados: 10000, 12500, 15000, 17500, 20000, 22500, 25000, 27500, 30000, 32500, 35000, 37500, 40000, 45000, 50000, 60000 kN

(personalizable para requisitos que superan las especificaciones estándar)

Ángulo de rotación de diseño

0,02 rad

Rango de temperatura de funcionamiento

-40 grados ~ +60 grados

Diseño de fuerza horizontal y fuerza de bloqueo

- VLB longitudinal: Fuerza horizontal de diseño transversal=10% de la capacidad de carga vertical; Fuerza de bloqueo de diseño longitudinal=10% de la capacidad de carga vertical
- VLB multi-direccional: fuerza horizontal de diseño transversal=5% de la capacidad de carga vertical; Fuerza de bloqueo de diseño longitudinal=10% de la capacidad de carga vertical
(Personalizable para requisitos especiales)

Desplazamiento de diseño

- VLB longitudinal/multi-direccional: ±100 mm, ±150 mm (dirección longitudinal)
- VLB multi-direccional: ±10 mm (dirección transversal)
(Personalizable para desplazamientos que exceden las especificaciones estándar)

Condición del gatillo de bloqueo

Cuando la velocidad relativa V entre el puente y la pila es mayor o igual a 1 mm/s, la fuerza de bloqueo F es mayor o igual a la fuerza de bloqueo de diseño.

 

3.2 Directrices para la selección de productos

ElegirVLBsi la fuerza de bloqueo F es inferior o igual a 4000 kN o el espacio de instalación es limitado.

ElegirLUDsi 4000 kN < F Menor o igual a 20000 kN y el espacio de instalación es suficiente.

 

4. Equipo de prueba

 

 

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5. Pruebas del producto

 

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Este producto ha pasado pruebas rigurosas en la Estación de Inspección de Calidad de Ingeniería de Construcción de Shanghai Tongji, que incluyen:

 

 

5.1,Prueba de velocidad lenta:

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Aplique 0,1 veces la carga de diseño para 2694: el dispositivo de bloqueo-de velocidad (LUD) desplaza 50,003 mm a una velocidad de 0,01856 mm/s, lo que cumple con el requisito de inspección de ser superior a 0,01 mm/s.

 

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Luego aplique 0,1 veces la carga de diseño en la dirección inversa para 5245: el LUD se desplaza 101,2116 mm a una velocidad de 0,019296 mm/s, lo que cumple con el requisito de inspección de ser superior a 0,01 mm/s.

 

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Luego aplique 0,1 veces la carga de diseño en la dirección inversa nuevamente para 3311: el LUD desplaza 53,4333 mm a una velocidad de 0,016138 mm/s, lo que cumple con el requisito de inspección de ser superior a 0,01 mm/s.

 

5.2, Prueba de Impacto: product-1600-500

De 0 a la fuerza de diseño F, el producto se desplaza 5,4017 mm; durante el período de retención de 5 s, el desplazamiento es de 2,7465 mm; el desplazamiento de F a -F no supera los 13,2904 mm. Todos cumplen con los requisitos de inspección.

No se produjeron fugas, dobleces ni daños en el producto durante la prueba.

 

5.3, Prueba de sobrecarga:

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Aplique 1,5 veces la carga de diseño (1,5F) en menos de 0,5s y manténgala así durante 5s; luego aplique inmediatamente 1,5 veces la carga de diseño en la dirección inversa en 1 segundo y manténgala así durante otros 5 segundos.

No se produjeron fugas, dobleces ni daños en el producto.

 

5.4, ​​Prueba de carga cíclica:

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Aplique 5 ciclos de fuerza sinusoidales a una frecuencia de carga de 0,5 Hz. Cuando la carga alcanza la carga de diseño F, el desplazamiento es 4,9744 mm; cuando la carga cambia de F a -F, el desplazamiento es 13.031 mm.

Durante las pruebas no se produjeron fugas, dobleces ni daños en el producto.

 

 

6. Diferencias clave con el amortiguador de fluido viscoso (VFD)

 

 

Aspecto

Dispositivo de bloqueo-de velocidad (LUD)/rodamiento de bloqueo-de velocidad (VLB)

Amortiguador de fluido viscoso (VFD)

Función principal

Distribución y transmisión de fuerza mediante bloqueo-activado por velocidad

Disipación de energía y absorción de impactos mediante estrangulación de fluido.

Mecanismo de trabajo

Cambio de estado dual-: movimiento libre a baja velocidad; bloqueo rígido a alta velocidad

Fuerza de amortiguación continua proporcional a la velocidad de movimiento (F=Cv^)

Característica energética

Disipación de energía mínima; Actúa como una conexión rígida cuando está bloqueado.

Disipación de energía activa (eficiencia: 40%–60%) con bucles histeréticos no-lineales

Enfoque de la aplicación

Redistribución de fuerzas sísmicas y equilibrio de carga para sistemas de puentes no-flotantes

Control de vibraciones para puentes flotantes,-edificios de gran altura y equipos industriales

Diseño Estructural

Mecanismo de gatillo de bloqueo integrado; estructura de doble-cámara con silicona como medio

Estructura simple de una sola cámara-con orificios de amortiguación; lleno de fluidos viscosos (p. ej., aceite de silicona)

Requisito de mantenimiento

Inspección periódica de la confiabilidad del mecanismo de disparo y la integridad del sistema de sellado.

Comprobaciones de rutina para detectar fugas de medio; no se necesita mantenimiento del mecanismo de disparo

 

7. Escenarios de aplicación

 

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Puentes: puentes de vigas continuas, puentes de vigas simplemente apoyados y sistemas de puentes no-flotantes que requieren adaptación equilibrada a la deformación y resistencia sísmica.

Edificios-de gran escala: estructuras en zonas sísmicas o áreas de vientos fuertes-que necesitan una redistribución de carga horizontal.

Proyectos Especiales: Infraestructura sujeta a fuerzas de frenado significativas o desplazamientos-inducidos por la temperatura.

 

 

 

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