孙宝建 周 瑜
(1.郑州黄河风景名胜区 河南 郑州 450000;2.郑州黄河河务局惠金黄河河务局 河南 郑州 450000)
1)项目研制的必要性
随着社会经济的快速发展,一些大吨位车辆在堤顶道路上频频通行,导致了堤顶沥青路面遭受不同程度的损毁,路面龟裂、凸凹不平等现象十分严重,大大降低了堤顶道路的使用寿命,同时给防汛抢险造成很大的交通隐患。养护公司曾多次采用挖补等方法对堤顶道路进行维修养护,但堤顶路面状况始终没得到明显改善,“补丁”随处可见,严重影响了防汛车辆的通行和工程的整体面貌。那些设立在堤顶上的传统超限墩,采用的是混凝土结构,体积大、笨重粗糙、不能实时移动,在限制其他超限车辆的同时也限制了大型抢险车辆的通行。因此,用先进的技术手段替代传统的超限墩势在必行。
2)项目研制的可行性
该项目设立了固定挡车体、移动伸缩体、移动控制装置、固定地基、警示标志五部分,采用丝杠原理,将旋转运动转变为直线运动,或逆向由直线运动变为旋转运动,从而实现了超限墩实时控制,操作简单,使用安全。而且该项目投资仅需2.95 万元,即可有效控制超载车辆的通行,并满足抢险车辆随时通过的需求,研究技术路线和制造能力是可行的。
新型超限墩采用钢板结构,主要有固定拦车体、移动伸缩体、移动控制装置、固定基础、警示标志五部分组成。
固定拦车体有两个,分别设置在道路两侧,一侧固定拦车内部设置移动伸缩体和移动控制装置,一侧固定拦车体内部设置隔板增加强度。固定拦车体通过地脚槽钢、地脚螺栓固定在混凝土地基基础上。管理人员通过专用启动工具,启动移动控制装置,在移动控制装置的推拉作用下,轴轮在滑轨上滑动,从而实现移动伸缩体从固定拦车体内的移出与复位。移动伸缩体移出时为最小过车尺寸2.2 米,限制超载车辆通行;移动伸缩体复位时为最大过车尺寸3.2 米,满足大型抢险车辆通行。用专用开启工具使超限墩移动到位及复位时间均为2 分钟,开启方便,使用安全。
固定拦车体包括固定拦车箱体、拦车体隔板、拦车体加固角钢、拦车体地脚槽钢、地脚螺栓五部分。
固定拦车体有两个,分别设置在道路两侧,具体尺寸为2m×1.5m×1m,固定拦车箱体、拦车体隔板体均采用δ=10 钢板制作,并在固定拦车箱体上用角钢加固,以提高固定拦车体强度。固定拦车体通过地脚槽钢、地脚螺栓固定在混凝土地基基础上。由于超限墩用于控制超限车辆通行影响了一些车主的利益,会招致一些恶意破坏,因此该种设置是必要的。固定拦车体最大过车尺寸为3.2 米,在移动伸缩体复位的时候完全可供大型抢险车辆通行。
移动伸缩体包括拦车伸缩体、伸缩体加强肋、伸缩体滑轨、轴轮、轴轮、伸缩体维修孔。
移动伸缩体设置在一侧固定拦车体内部,具体尺寸是2m×1.485m×0.985m。移动伸缩体中的拦车伸缩箱体采用δ=10 钢板制作,为提高其强度,特别加入了槽钢〔12# 伸缩体加强肋,均匀分布于移动伸缩箱体内部。通过移动控制装置的推拉作用,使轮轴、轴轮在伸缩体滑轨上滑动,从而实现移动伸缩体从固定拦车体内移出及复位。设定移动伸缩体移出尺寸1m,为移动伸缩体总长度的一半,以确保该箱体移出后的稳定性。移动伸缩体移出后最小过车尺寸为2.2 米,可控制限超车辆的通行。
伸缩体维修孔。为保证该超限墩的持续运行,在移动伸缩体中部设置了伸缩体维修孔,该维修孔尺寸0.7m×0.4m×0.985m,在发生机械故障时人员可由此进入拦车箱体内部维修。
移动控制装置包括专用开启工具(传动轴摇把)、摇柄体护罩、推力轴承支架、调吊螺帽、平面推力轴承、轴承架、调心球轴承、伸缩体传动轴、定位螺栓与拼帽、固定螺母横梁、传动轴螺母。
移动控制装置是新型超限墩的核心技术部分。包括专用开启工具(传动轴摇把)、调吊螺帽、平面推力轴承、传动轴螺母等11 个部件。该控制装置运用丝杠原理,将旋转运动转变为直线运动,或逆向由直线运动变为旋转运动,从而完成移动伸缩体的伸缩控制。移动控制装置设置在固定挡车体靠路边一侧中部,通过伸缩体传动轴、传动轴螺母与移动伸缩体连接。在堤顶道路日常使用时,移动伸缩体由该移动控制装置推出至限超位置(最小过车尺寸2.2 米),限制超载车辆通行;在汛期抢险时,管理人员使用专用开启工具(传动轴摇把,其设计尺寸和形状不同于普通摇把,单件单配,可避免非管理人员开启该装置),启动移动控制装置,使移动伸缩体复位,达到最大过车尺寸3.2 米,满足大型抢险车辆的通行。
为确保超限墩安全,在固定拦车体安装前需开挖地基。该地基在路的两侧各设一处,每处深1 米,长2 米,宽1.5 米,采用C20 混凝土浇筑地基,并经过养护处理。通过地脚螺栓、拦车体地脚槽钢连接固定拦车体。
警示标志采用了反光材质的材料,在超限墩固定挡车体两侧设置,一是提醒驾驶员该道路限超吨位,请超载车辆绕道行驶;二是提醒驾驶员此处安装有超限墩控制,请减速慢行。
旧式堤顶超限墩采用混凝土结构,体重较大,虽分有固定部分和活动部分,但未设置移动装置,在抢险车辆通行时需采用吊车移除活动部分,耗费大量时间和资金。频繁的抢险车辆通过和限超目标几乎不能同时实现。新型超限墩采用钢结构,其强度加强措施和地基加固措施使其完全能够满足限超要求。移动控制装置的研发使用实现了超限墩宽度的实时控制,限制超限车辆的同时满足了抢险车辆随时通行的需求。
新型超限墩与公路收费站挡车器的作用相同,都是为了控制车辆的通行。不同之处在于:收费站的挡车器是通过按钮人工控制的。而新型超限墩是以更简洁的方式出现在黄河堤防,用机械控制代替电动控制,更适合应用在电网布置不全的野外环境。可不设置管理房及管理人员,抢险人员只要用专用开启工具即可保证通行。
该成果结构简单,操作方便,安全可靠,通过在堤顶设置新型超限墩,不影响防汛车辆的通行,又使超重车辆在黄河大堤上得到有效限制,很好的解决了堤顶道路保护的问题。在堤顶道路日常使用时,路面宽度控制为2.2 米,限制超载车辆通行;在汛期抢险时,路面宽度实时扩展为3.2 米,满足大型抢险车辆的通行。
该控制装置利用丝杠原理,将旋转运动转变为直线运动,或逆向由直线运动变为旋转运动,从而实现超限墩宽度的实时控制。通过移动控制装置的推拉作用,使轴轮在伸缩体滑轨上滑动,从而实现移动伸缩体从固定拦车体内移出及复位。抢险人员使用专用开启工具可在2 分钟内移动超限墩。该专用开启工具尺寸及形状为单件单配,避免了非管理人员开启该装置。
根据路面承重要求及野外工作环境确定的超限墩钢板结构,辅以隔板、角钢、加强肋等强度加强措施和地基加固措施,使新型超限墩能够满足限超要求,同时又因为采用机械传动方式控制超限墩移位,使其能够适应野外没有电网的情况,并可不设置管理房及管理人员,抢险人员只需专用开启工具即可控制超限墩复位通行,适用性强。