可升降式限高路障在堤防工程中的研發(fā)及應(yīng)用

袁衛(wèi)東 華永凱 黃慧華

科技推廣與應(yīng)用

可升降式限高路障在堤防工程中的研發(fā)及應(yīng)用

袁衛(wèi)東 華永凱 黃慧華

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，許多地方將防洪大堤的堤頂?shù)缆沸蕹山煌ㄒ?，堤頂?shù)缆反蠖酁榈燃?jí)不高的泥結(jié)碎石、混凝土或?yàn)r青面層，重型車(chē)輛反復(fù)碾壓容易對(duì)其造成破壞。為有效保護(hù)堤頂?shù)缆芳捌渌綄俟こ蹋扇∠扌写胧┐笥斜匾?/p>

一、研發(fā)背景及思路

通過(guò)查閱資料及檢索文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，目前國(guó)內(nèi)主要的限行措施有固定限寬路墩和限高門(mén)架等，限高門(mén)架又分為固定限高門(mén)架和開(kāi)關(guān)式限高門(mén)架。開(kāi)關(guān)式限高門(mén)架的啟閉一般利用人力推拉實(shí)現(xiàn)，門(mén)架材質(zhì)多為空心鋼管，采用日常鎖具上鎖，牢固度很低，無(wú)人值守時(shí)易被破壞，一般安置在人員密集的地方，存在可控性不強(qiáng)等弊端，而堤防工程一般位于野外，顯然不適合；固定限寬路墩、限高門(mén)架可以限制超重車(chē)輛，而因其固定了通行寬度或高度，當(dāng)工程維護(hù)需要通行大型施工機(jī)械時(shí)卻成了攔路虎，這也成為其致命缺點(diǎn)。

絕大多數(shù)重型車(chē)輛的車(chē)體寬度和車(chē)身高度較一般車(chē)輛大，當(dāng)限制寬度（固定限寬路墩）存在弊端時(shí)，可以考慮通過(guò)限制通行高度來(lái)達(dá)到限制載重車(chē)輛通行的目的；結(jié)合限高門(mén)架和限寬路墩兩者的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一款可以調(diào)節(jié)通行高度的路障，能夠很好地解決目前存在的技術(shù)及管理難題。

據(jù)此思路，可升降式限高路障的基本構(gòu)造由兩側(cè)混凝土立柱和一根可上下移動(dòng)的橫桿組成，通過(guò)動(dòng)力設(shè)施使橫桿升降，實(shí)現(xiàn)限制和調(diào)節(jié)通行的目的。

二、技術(shù)難點(diǎn)及解決方法

堤防工程的特點(diǎn)是戰(zhàn)線(xiàn)長(zhǎng)，不易集中管理，所以保障設(shè)施安全顯得尤為重要。防止人為破壞有效的方法是加強(qiáng)設(shè)施牢固度和安全性，讓蓄意破壞無(wú)從下手。

1.升降動(dòng)力設(shè)備的選擇

技術(shù)難點(diǎn)：目前市面上可用的推力設(shè)備主要是液壓千斤頂，但運(yùn)行速度緩慢、行程短，無(wú)法滿(mǎn)足要求。

實(shí)現(xiàn)方法：通過(guò)多方比對(duì)、查詢(xún)，直流電動(dòng)液壓千斤頂?shù)男谐?、?dòng)力、速度均能滿(mǎn)足要求，通過(guò)了試驗(yàn)檢驗(yàn)，動(dòng)力采用汽車(chē)電瓶供電即可。

2.開(kāi)關(guān)保護(hù)鎖的選擇

技術(shù)難點(diǎn)：為開(kāi)啟方便，目前常見(jiàn)的鎖具一般暴露在外，容易被破壞；一旦開(kāi)關(guān)被盜，路障也就失去意義。

實(shí)現(xiàn)方法：通過(guò)調(diào)研，電子遙控鎖不需要鑰匙開(kāi)啟，隱蔽安裝在定制的箱體里防止人為破壞，即可解決開(kāi)關(guān)保護(hù)問(wèn)題。

3.橫桿升降過(guò)程中的同步問(wèn)題

技術(shù)難點(diǎn)：試運(yùn)行期間，出現(xiàn)了兩側(cè)升降不同步的問(wèn)題，導(dǎo)致一邊升降快，一邊升降慢，橫桿處于傾斜狀態(tài)。

解決方法：出現(xiàn)該問(wèn)題的主要原因是油路不暢，安裝一個(gè)油路平衡閥即可完美解決問(wèn)題。

4.如何保證在立柱傾斜時(shí)不影響升降

技術(shù)難點(diǎn)：隨著運(yùn)行時(shí)間的推移，路卡基礎(chǔ)難免發(fā)生沉降，因此立柱會(huì)有所傾斜；立柱傾斜的話(huà)，千斤頂也會(huì)傾斜，導(dǎo)致整個(gè)路障產(chǎn)生拉伸變形影響升降。

解決方法：為確保在立柱傾斜時(shí)橫桿不受拉扯，在橫桿與千斤頂連接處采用勾連的活環(huán)進(jìn)行連接，給立柱傾斜留下空間而不會(huì)拉扯到橫桿，而活環(huán)不會(huì)影響正常升降。

5.如何保證路障安全

技術(shù)難點(diǎn)：路障在野外時(shí)容易受到人為破壞，如何保證安全是共性難題。

實(shí)現(xiàn)方法：將路障采用高強(qiáng)度鋼材焊接、澆筑成一個(gè)整體，升降槽有保護(hù)鋼板等諸多安保措施，除了特別極端的蓄意暴力行為，一般的行為無(wú)法對(duì)其造成破壞。

三、技術(shù)特征

1.可控性強(qiáng)

路障限行高度可控，最低高度一般控制在2.2m（可更低），一般車(chē)輛均能通行，最高可以根據(jù)需要定制，路橋標(biāo)準(zhǔn)4.5m亦可達(dá)到；管理需要可控，可根據(jù)管理需要隨時(shí)調(diào)整通行高度；管理人員可控，以鑰匙明確管理人員，避免管理混亂。

2.安全可靠

路障采用高強(qiáng)度鋼板、角鐵以及各種無(wú)縫鋼管等材料焊接而成，兩側(cè)立柱成為兩個(gè)密閉箱體，地面以下通過(guò)基礎(chǔ)、地梁相連，中間采用兩根灌注有高強(qiáng)度混凝土的橫桿連接，頂上利用宣傳標(biāo)牌焊接固定，多方位成為一個(gè)整體，基礎(chǔ)、立柱均灌注高強(qiáng)度混凝土，可有效防止拉扯、推鏟破壞。路障的核心構(gòu)件均采用鋼板、鋼管和鋼箱體進(jìn)行保護(hù)；開(kāi)關(guān)構(gòu)件采用具有專(zhuān)利技術(shù)的電子遙控鎖保護(hù)，無(wú)遙控鑰匙無(wú)法開(kāi)啟，有效保護(hù)路障開(kāi)關(guān)安全。

3.易于管理

路障采用遙控鑰匙操作開(kāi)啟保險(xiǎn)箱，利用電瓶作為動(dòng)力源，能夠簡(jiǎn)單高效實(shí)現(xiàn)啟閉，破解人力和動(dòng)力限制，一塊電瓶、一個(gè)人隨時(shí)可進(jìn)行操作，啟閉迅速，開(kāi)啟方法一學(xué)即會(huì)，非常易于管理。

四、總體性能與技術(shù)成熟度

通過(guò)省級(jí)查新機(jī)構(gòu)的科技查新系統(tǒng)檢索，國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)有與“可升降式限高路障”設(shè)計(jì)相同的文獻(xiàn)報(bào)道，總體性能處于國(guó)內(nèi)同類(lèi)先進(jìn)技術(shù)水平。該項(xiàng)目獲得淮委2014年度科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。

路障中使用的各類(lèi)技術(shù)在不斷試驗(yàn)、不斷應(yīng)用的過(guò)程中得以檢驗(yàn)，如電動(dòng)液壓千斤頂、電瓶供電、混凝土澆筑、焊接等關(guān)鍵技術(shù)均已在各領(lǐng)域成熟運(yùn)用，因此該技術(shù)是成熟、先進(jìn)、可靠的。

五、在堤防工程中的應(yīng)用

2013年5月底，結(jié)合所在單位實(shí)際，開(kāi)始了第一個(gè)可升降式限高路障的試生產(chǎn)工作。

1.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

根據(jù)韓莊運(yùn)河堤防、堤頂路面及通行車(chē)輛特點(diǎn)，試生產(chǎn)路障基本尺寸如下：整體寬8m，凈寬6m，最低通行高度控制在2.2m，限行高度最高為4.2m。

（1）立柱采用預(yù)制鋼箱體（壁厚2mm，四周用角鐵焊接固定）澆筑而成，尺寸為0.85m×0.85m×4.5m（長(zhǎng)×寬×高），內(nèi)含升降裝置（電動(dòng)液壓千斤頂）、傳動(dòng)構(gòu)件（各路油管）、保護(hù)裝置（鋼管）及防撬開(kāi)關(guān)箱（內(nèi)置遙控防盜鎖）。

（2）立柱基礎(chǔ)尺寸為1.2m×1.2m× 1m（長(zhǎng)×寬×高），為防止車(chē)輛通行造成兩側(cè)基礎(chǔ)沉降產(chǎn)生傾斜而影響升降裝置，兩柱體間使用6m×1m×0.8m（長(zhǎng)× 寬×深）鋼筋混凝土地梁連接。

（3）限高橫桿由兩根長(zhǎng)度6m、壁厚8mm、內(nèi)徑100mm的無(wú)縫鋼管并行焊接而成，為防止被切割破壞，鋼管中間加1根Φ10鋼筋，并灌注混凝土。

（4）橫梁上焊接有梯形交通警示標(biāo)示牌（限速20km/h，限高2.2m），尺寸為4m×5m×0.5m（頂寬×底寬×高），立柱上貼宣傳標(biāo)語(yǔ)，在路卡頂部設(shè)置單位名稱(chēng)標(biāo)示牌，以明示管理權(quán)屬，尺寸為8.5m×0.8m（長(zhǎng)×高）。

2.預(yù)制部分施工

為提高效率，立柱箱體等需要預(yù)制，以保證設(shè)備牢固度。

（1）按照既定基本尺寸焊接立柱四周角鐵以確定整體框架，細(xì)部加固角鐵及內(nèi)部承臺(tái)板材隨后焊接。

（2）焊接內(nèi)部構(gòu)件：千斤頂、油路保護(hù)管、升降軌道、電機(jī)、油罐保護(hù)箱、檢修口等。

（3）各內(nèi)部構(gòu)建焊接好之后，安裝液壓千斤頂、電機(jī)、油罐等傳動(dòng)設(shè)備，之后布設(shè)油路管線(xiàn)。

（4）為運(yùn)輸方便，橫桿部分需要現(xiàn)場(chǎng)焊接，所以事先要在立柱內(nèi)安裝好千斤頂與橫桿連接頭，待立柱在現(xiàn)場(chǎng)固定好之后再進(jìn)行焊接。

（5）按軌道保護(hù)槽尺寸制作好軌道保護(hù)板之后焊接開(kāi)關(guān)保護(hù)箱。

（6）立柱內(nèi)部構(gòu)件均焊接、安裝完畢后，用鋼板焊封立柱箱體。

（7）最后焊接橫桿鋼管，按尺寸制作限速、限高及單位名稱(chēng)標(biāo)示牌，編扎基礎(chǔ)鋼筋籠，路障預(yù)制部分的工作基本完成。

3.現(xiàn)場(chǎng)施工

（1）按基本尺寸開(kāi)挖兩側(cè)立柱基礎(chǔ)及地梁溝槽。

（2）吊裝兩側(cè)立柱，焊接橫桿，并進(jìn)行微調(diào)，確保百分百豎直；將立柱固定，安裝地梁鋼筋籠和穿地油管、保護(hù)管。

（3）調(diào)試正常后用C25混凝土澆筑基礎(chǔ)及地梁；待基礎(chǔ)、地梁混凝土初凝后，用C25混凝土灌澆立柱。

（4）混凝土基本凝固后，焊接限速、限高和單位名稱(chēng)標(biāo)示牌。

（5）最后打磨立柱鋼板、橫桿上的焊點(diǎn)，除去鋼板、鋼管表面的銹跡，刷防銹漆、面漆，貼宣傳標(biāo)語(yǔ)、反光膜，完成美化工作。

4.成果論證

路障安裝完畢后，試運(yùn)行了接近兩個(gè)月，期間每隔一段時(shí)間到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行觀(guān)察、啟閉，在韓莊運(yùn)河、伊家河堤防上得到成功應(yīng)用。截至目前，已建成和擬建點(diǎn)達(dá)10處，有效解決了堤防管理難題，進(jìn)一步提升了堤防管理現(xiàn)代化水平。

六、推廣應(yīng)用前景

與目前現(xiàn)有的限高門(mén)架和限寬路墩等限行設(shè)施相比較，可升降式限高路障優(yōu)點(diǎn)突出，如加以推廣可形成良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和管理效益。因其不僅可應(yīng)用于水利系統(tǒng)，也可拓展至其他低等級(jí)公路，如鄉(xiāng)鎮(zhèn)及村村通公路、路口，和某些低荷載橋梁等，應(yīng)用前景較為廣闊

（作者單位：南四湖局韓莊運(yùn)河水利管理局 277400）