新型超限墩的研制

孫寶建 周 瑜

(1.鄭州黃河風(fēng)景名勝區(qū) 河南 鄭州 450000；2.鄭州黃河河務(wù)局惠金黃河河務(wù)局 河南 鄭州 450000)

0 概述

1）項(xiàng)目研制的必要性

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，一些大噸位車輛在堤頂?shù)缆飞项l頻通行，導(dǎo)致了堤頂瀝青路面遭受不同程度的損毀，路面龜裂、凸凹不平等現(xiàn)象十分嚴(yán)重，大大降低了堤頂?shù)缆返氖褂脡勖?，同時(shí)給防汛搶險(xiǎn)造成很大的交通隱患。養(yǎng)護(hù)公司曾多次采用挖補(bǔ)等方法對(duì)堤頂?shù)缆愤M(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)，但堤頂路面狀況始終沒(méi)得到明顯改善，“補(bǔ)丁”隨處可見(jiàn)，嚴(yán)重影響了防汛車輛的通行和工程的整體面貌。那些設(shè)立在堤頂上的傳統(tǒng)超限墩，采用的是混凝土結(jié)構(gòu)，體積大、笨重粗糙、不能實(shí)時(shí)移動(dòng)，在限制其他超限車輛的同時(shí)也限制了大型搶險(xiǎn)車輛的通行。因此，用先進(jìn)的技術(shù)手段替代傳統(tǒng)的超限墩勢(shì)在必行。

2）項(xiàng)目研制的可行性

該項(xiàng)目設(shè)立了固定擋車體、移動(dòng)伸縮體、移動(dòng)控制裝置、固定地基、警示標(biāo)志五部分，采用絲杠原理，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，或逆向由直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了超限墩實(shí)時(shí)控制，操作簡(jiǎn)單，使用安全。而且該項(xiàng)目投資僅需2.95 萬(wàn)元，即可有效控制超載車輛的通行，并滿足搶險(xiǎn)車輛隨時(shí)通過(guò)的需求，研究技術(shù)路線和制造能力是可行的。

1 新型超限墩構(gòu)成及工作原理

新型超限墩采用鋼板結(jié)構(gòu)，主要有固定攔車體、移動(dòng)伸縮體、移動(dòng)控制裝置、固定基礎(chǔ)、警示標(biāo)志五部分組成。

固定攔車體有兩個(gè)，分別設(shè)置在道路兩側(cè)，一側(cè)固定攔車內(nèi)部設(shè)置移動(dòng)伸縮體和移動(dòng)控制裝置，一側(cè)固定攔車體內(nèi)部設(shè)置隔板增加強(qiáng)度。固定攔車體通過(guò)地腳槽鋼、地腳螺栓固定在混凝土地基基礎(chǔ)上。管理人員通過(guò)專用啟動(dòng)工具，啟動(dòng)移動(dòng)控制裝置，在移動(dòng)控制裝置的推拉作用下，軸輪在滑軌上滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)伸縮體從固定攔車體內(nèi)的移出與復(fù)位。移動(dòng)伸縮體移出時(shí)為最小過(guò)車尺寸2.2 米，限制超載車輛通行；移動(dòng)伸縮體復(fù)位時(shí)為最大過(guò)車尺寸3.2 米，滿足大型搶險(xiǎn)車輛通行。用專用開(kāi)啟工具使超限墩移動(dòng)到位及復(fù)位時(shí)間均為2 分鐘，開(kāi)啟方便，使用安全。

1.1 固定攔車體

固定攔車體包括固定攔車箱體、攔車體隔板、攔車體加固角鋼、攔車體地腳槽鋼、地腳螺栓五部分。

固定攔車體有兩個(gè)，分別設(shè)置在道路兩側(cè)，具體尺寸為2m×1.5m×1m，固定攔車箱體、攔車體隔板體均采用δ=10 鋼板制作，并在固定攔車箱體上用角鋼加固，以提高固定攔車體強(qiáng)度。固定攔車體通過(guò)地腳槽鋼、地腳螺栓固定在混凝土地基基礎(chǔ)上。由于超限墩用于控制超限車輛通行影響了一些車主的利益，會(huì)招致一些惡意破壞，因此該種設(shè)置是必要的。固定攔車體最大過(guò)車尺寸為3.2 米，在移動(dòng)伸縮體復(fù)位的時(shí)候完全可供大型搶險(xiǎn)車輛通行。

1.2 移動(dòng)伸縮體

移動(dòng)伸縮體包括攔車伸縮體、伸縮體加強(qiáng)肋、伸縮體滑軌、軸輪、軸輪、伸縮體維修孔。

移動(dòng)伸縮體設(shè)置在一側(cè)固定攔車體內(nèi)部，具體尺寸是2m×1.485m×0.985m。移動(dòng)伸縮體中的攔車伸縮箱體采用δ=10 鋼板制作，為提高其強(qiáng)度，特別加入了槽鋼〔12# 伸縮體加強(qiáng)肋，均勻分布于移動(dòng)伸縮箱體內(nèi)部。通過(guò)移動(dòng)控制裝置的推拉作用，使輪軸、軸輪在伸縮體滑軌上滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)伸縮體從固定攔車體內(nèi)移出及復(fù)位。設(shè)定移動(dòng)伸縮體移出尺寸1m，為移動(dòng)伸縮體總長(zhǎng)度的一半，以確保該箱體移出后的穩(wěn)定性。移動(dòng)伸縮體移出后最小過(guò)車尺寸為2.2 米，可控制限超車輛的通行。

伸縮體維修孔。為保證該超限墩的持續(xù)運(yùn)行，在移動(dòng)伸縮體中部設(shè)置了伸縮體維修孔，該維修孔尺寸0.7m×0.4m×0.985m，在發(fā)生機(jī)械故障時(shí)人員可由此進(jìn)入攔車箱體內(nèi)部維修。

1.3 移動(dòng)控制裝置

移動(dòng)控制裝置包括專用開(kāi)啟工具（傳動(dòng)軸搖把）、搖柄體護(hù)罩、推力軸承支架、調(diào)吊螺帽、平面推力軸承、軸承架、調(diào)心球軸承、伸縮體傳動(dòng)軸、定位螺栓與拼帽、固定螺母橫梁、傳動(dòng)軸螺母。

移動(dòng)控制裝置是新型超限墩的核心技術(shù)部分。包括專用開(kāi)啟工具（傳動(dòng)軸搖把）、調(diào)吊螺帽、平面推力軸承、傳動(dòng)軸螺母等11 個(gè)部件。該控制裝置運(yùn)用絲杠原理，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，或逆向由直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而完成移動(dòng)伸縮體的伸縮控制。移動(dòng)控制裝置設(shè)置在固定擋車體靠路邊一側(cè)中部，通過(guò)伸縮體傳動(dòng)軸、傳動(dòng)軸螺母與移動(dòng)伸縮體連接。在堤頂?shù)缆啡粘Ｊ褂脮r(shí)，移動(dòng)伸縮體由該移動(dòng)控制裝置推出至限超位置（最小過(guò)車尺寸2.2 米），限制超載車輛通行；在汛期搶險(xiǎn)時(shí)，管理人員使用專用開(kāi)啟工具（傳動(dòng)軸搖把，其設(shè)計(jì)尺寸和形狀不同于普通搖把，單件單配，可避免非管理人員開(kāi)啟該裝置），啟動(dòng)移動(dòng)控制裝置，使移動(dòng)伸縮體復(fù)位，達(dá)到最大過(guò)車尺寸3.2 米，滿足大型搶險(xiǎn)車輛的通行。

1.4 固定基礎(chǔ)

為確保超限墩安全，在固定攔車體安裝前需開(kāi)挖地基。該地基在路的兩側(cè)各設(shè)一處，每處深1 米，長(zhǎng)2 米，寬1.5 米，采用C20 混凝土澆筑地基，并經(jīng)過(guò)養(yǎng)護(hù)處理。通過(guò)地腳螺栓、攔車體地腳槽鋼連接固定攔車體。

1.5 警示標(biāo)志

警示標(biāo)志采用了反光材質(zhì)的材料，在超限墩固定擋車體兩側(cè)設(shè)置，一是提醒駕駛員該道路限超噸位，請(qǐng)超載車輛繞道行駛；二是提醒駕駛員此處安裝有超限墩控制，請(qǐng)減速慢行。

2 與同功能產(chǎn)品的技術(shù)比較

2.1 與舊式堤頂超限墩的比較

舊式堤頂超限墩采用混凝土結(jié)構(gòu)，體重較大，雖分有固定部分和活動(dòng)部分，但未設(shè)置移動(dòng)裝置，在搶險(xiǎn)車輛通行時(shí)需采用吊車移除活動(dòng)部分，耗費(fèi)大量時(shí)間和資金。頻繁的搶險(xiǎn)車輛通過(guò)和限超目標(biāo)幾乎不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)。新型超限墩采用鋼結(jié)構(gòu)，其強(qiáng)度加強(qiáng)措施和地基加固措施使其完全能夠滿足限超要求。移動(dòng)控制裝置的研發(fā)使用實(shí)現(xiàn)了超限墩寬度的實(shí)時(shí)控制，限制超限車輛的同時(shí)滿足了搶險(xiǎn)車輛隨時(shí)通行的需求。

2.2 與公路收費(fèi)站擋車器的比較

新型超限墩與公路收費(fèi)站擋車器的作用相同，都是為了控制車輛的通行。不同之處在于：收費(fèi)站的擋車器是通過(guò)按鈕人工控制的。而新型超限墩是以更簡(jiǎn)潔的方式出現(xiàn)在黃河堤防，用機(jī)械控制代替電動(dòng)控制，更適合應(yīng)用在電網(wǎng)布置不全的野外環(huán)境。可不設(shè)置管理房及管理人員，搶險(xiǎn)人員只要用專用開(kāi)啟工具即可保證通行。

3 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

3.1 新型超限墩的設(shè)置既有效控制了超載車輛的通行，又滿足了大型搶險(xiǎn)車輛即時(shí)通行的需求。

該成果結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，安全可靠，通過(guò)在堤頂設(shè)置新型超限墩，不影響防汛車輛的通行，又使超重車輛在黃河大堤上得到有效限制，很好的解決了堤頂?shù)缆繁Ｗo(hù)的問(wèn)題。在堤頂?shù)缆啡粘Ｊ褂脮r(shí)，路面寬度控制為2.2 米，限制超載車輛通行；在汛期搶險(xiǎn)時(shí)，路面寬度實(shí)時(shí)擴(kuò)展為3.2 米，滿足大型搶險(xiǎn)車輛的通行。

3.2 自主研制的移動(dòng)控制裝置，實(shí)現(xiàn)了超限墩寬度的實(shí)時(shí)控制。

該控制裝置利用絲杠原理，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，或逆向由直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)超限墩寬度的實(shí)時(shí)控制。通過(guò)移動(dòng)控制裝置的推拉作用，使軸輪在伸縮體滑軌上滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)伸縮體從固定攔車體內(nèi)移出及復(fù)位。搶險(xiǎn)人員使用專用開(kāi)啟工具可在2 分鐘內(nèi)移動(dòng)超限墩。該專用開(kāi)啟工具尺寸及形狀為單件單配，避免了非管理人員開(kāi)啟該裝置。

3.3 新型超限墩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、強(qiáng)度適中、操作簡(jiǎn)便、適用性強(qiáng)。

根據(jù)路面承重要求及野外工作環(huán)境確定的超限墩鋼板結(jié)構(gòu)，輔以隔板、角鋼、加強(qiáng)肋等強(qiáng)度加強(qiáng)措施和地基加固措施，使新型超限墩能夠滿足限超要求，同時(shí)又因?yàn)椴捎脵C(jī)械傳動(dòng)方式控制超限墩移位，使其能夠適應(yīng)野外沒(méi)有電網(wǎng)的情況，并可不設(shè)置管理房及管理人員，搶險(xiǎn)人員只需專用開(kāi)啟工具即可控制超限墩復(fù)位通行，適用性強(qiáng)。