可升降式限高路障在堤防工程中的研发及应用

袁卫东 华永凯 黄慧华

科技推广与应用

可升降式限高路障在堤防工程中的研发及应用

袁卫东 华永凯 黄慧华

随着经济的发展，许多地方将防洪大堤的堤顶道路修成交通要道，堤顶道路大多为等级不高的泥结碎石、混凝土或沥青面层，重型车辆反复碾压容易对其造成破坏。为有效保护堤顶道路及其他附属工程，采取限行措施大有必要。

一、研发背景及思路

通过查阅资料及检索文献数据库，目前国内主要的限行措施有固定限宽路墩和限高门架等，限高门架又分为固定限高门架和开关式限高门架。开关式限高门架的启闭一般利用人力推拉实现，门架材质多为空心钢管，采用日常锁具上锁，牢固度很低，无人值守时易被破坏，一般安置在人员密集的地方，存在可控性不强等弊端，而堤防工程一般位于野外，显然不适合；固定限宽路墩、限高门架可以限制超重车辆，而因其固定了通行宽度或高度，当工程维护需要通行大型施工机械时却成了拦路虎，这也成为其致命缺点。

绝大多数重型车辆的车体宽度和车身高度较一般车辆大，当限制宽度（固定限宽路墩）存在弊端时，可以考虑通过限制通行高度来达到限制载重车辆通行的目的；结合限高门架和限宽路墩两者的优点，设计出一款可以调节通行高度的路障，能够很好地解决目前存在的技术及管理难题。

据此思路，可升降式限高路障的基本构造由两侧混凝土立柱和一根可上下移动的横杆组成，通过动力设施使横杆升降，实现限制和调节通行的目的。

二、技术难点及解决方法

堤防工程的特点是战线长，不易集中管理，所以保障设施安全显得尤为重要。防止人为破坏有效的方法是加强设施牢固度和安全性，让蓄意破坏无从下手。

1.升降动力设备的选择

技术难点：目前市面上可用的推力设备主要是液压千斤顶，但运行速度缓慢、行程短，无法满足要求。

实现方法：通过多方比对、查询，直流电动液压千斤顶的行程、动力、速度均能满足要求，通过了试验检验，动力采用汽车电瓶供电即可。

2.开关保护锁的选择

技术难点：为开启方便，目前常见的锁具一般暴露在外，容易被破坏；一旦开关被盗，路障也就失去意义。

实现方法：通过调研，电子遥控锁不需要钥匙开启，隐蔽安装在定制的箱体里防止人为破坏，即可解决开关保护问题。

3.横杆升降过程中的同步问题

技术难点：试运行期间，出现了两侧升降不同步的问题，导致一边升降快，一边升降慢，横杆处于倾斜状态。

解决方法：出现该问题的主要原因是油路不畅，安装一个油路平衡阀即可完美解决问题。

4.如何保证在立柱倾斜时不影响升降

技术难点：随着运行时间的推移，路卡基础难免发生沉降，因此立柱会有所倾斜；立柱倾斜的话，千斤顶也会倾斜，导致整个路障产生拉伸变形影响升降。

解决方法：为确保在立柱倾斜时横杆不受拉扯，在横杆与千斤顶连接处采用勾连的活环进行连接，给立柱倾斜留下空间而不会拉扯到横杆，而活环不会影响正常升降。

5.如何保证路障安全

技术难点：路障在野外时容易受到人为破坏，如何保证安全是共性难题。

实现方法：将路障采用高强度钢材焊接、浇筑成一个整体，升降槽有保护钢板等诸多安保措施，除了特别极端的蓄意暴力行为，一般的行为无法对其造成破坏。

三、技术特征

1.可控性强

路障限行高度可控，最低高度一般控制在2.2m（可更低），一般车辆均能通行，最高可以根据需要定制，路桥标准4.5m亦可达到；管理需要可控，可根据管理需要随时调整通行高度；管理人员可控，以钥匙明确管理人员，避免管理混乱。

2.安全可靠

路障采用高强度钢板、角铁以及各种无缝钢管等材料焊接而成，两侧立柱成为两个密闭箱体，地面以下通过基础、地梁相连，中间采用两根灌注有高强度混凝土的横杆连接，顶上利用宣传标牌焊接固定，多方位成为一个整体，基础、立柱均灌注高强度混凝土，可有效防止拉扯、推铲破坏。路障的核心构件均采用钢板、钢管和钢箱体进行保护；开关构件采用具有专利技术的电子遥控锁保护，无遥控钥匙无法开启，有效保护路障开关安全。

3.易于管理

路障采用遥控钥匙操作开启保险箱，利用电瓶作为动力源，能够简单高效实现启闭，破解人力和动力限制，一块电瓶、一个人随时可进行操作，启闭迅速，开启方法一学即会，非常易于管理。

四、总体性能与技术成熟度

通过省级查新机构的科技查新系统检索，国内尚未见有与“可升降式限高路障”设计相同的文献报道，总体性能处于国内同类先进技术水平。该项目获得淮委2014年度科学技术奖三等奖。

路障中使用的各类技术在不断试验、不断应用的过程中得以检验，如电动液压千斤顶、电瓶供电、混凝土浇筑、焊接等关键技术均已在各领域成熟运用，因此该技术是成熟、先进、可靠的。

五、在堤防工程中的应用

2013年5月底，结合所在单位实际，开始了第一个可升降式限高路障的试生产工作。

1.基础设计

根据韩庄运河堤防、堤顶路面及通行车辆特点，试生产路障基本尺寸如下：整体宽8m，净宽6m，最低通行高度控制在2.2m，限行高度最高为4.2m。

（1）立柱采用预制钢箱体（壁厚2mm，四周用角铁焊接固定）浇筑而成，尺寸为0.85m×0.85m×4.5m（长×宽×高），内含升降装置（电动液压千斤顶）、传动构件（各路油管）、保护装置（钢管）及防撬开关箱（内置遥控防盗锁）。

（2）立柱基础尺寸为1.2m×1.2m× 1m（长×宽×高），为防止车辆通行造成两侧基础沉降产生倾斜而影响升降装置，两柱体间使用6m×1m×0.8m（长× 宽×深）钢筋混凝土地梁连接。

（3）限高横杆由两根长度6m、壁厚8mm、内径100mm的无缝钢管并行焊接而成，为防止被切割破坏，钢管中间加1根Φ10钢筋，并灌注混凝土。

（4）横梁上焊接有梯形交通警示标示牌（限速20km/h，限高2.2m），尺寸为4m×5m×0.5m（顶宽×底宽×高），立柱上贴宣传标语，在路卡顶部设置单位名称标示牌，以明示管理权属，尺寸为8.5m×0.8m（长×高）。

2.预制部分施工

为提高效率，立柱箱体等需要预制，以保证设备牢固度。

（1）按照既定基本尺寸焊接立柱四周角铁以确定整体框架，细部加固角铁及内部承台板材随后焊接。

（2）焊接内部构件：千斤顶、油路保护管、升降轨道、电机、油罐保护箱、检修口等。

（3）各内部构建焊接好之后，安装液压千斤顶、电机、油罐等传动设备，之后布设油路管线。

（4）为运输方便，横杆部分需要现场焊接，所以事先要在立柱内安装好千斤顶与横杆连接头，待立柱在现场固定好之后再进行焊接。

（5）按轨道保护槽尺寸制作好轨道保护板之后焊接开关保护箱。

（6）立柱内部构件均焊接、安装完毕后，用钢板焊封立柱箱体。

（7）最后焊接横杆钢管，按尺寸制作限速、限高及单位名称标示牌，编扎基础钢筋笼，路障预制部分的工作基本完成。

3.现场施工

（1）按基本尺寸开挖两侧立柱基础及地梁沟槽。

（2）吊装两侧立柱，焊接横杆，并进行微调，确保百分百竖直；将立柱固定，安装地梁钢筋笼和穿地油管、保护管。

（3）调试正常后用C25混凝土浇筑基础及地梁；待基础、地梁混凝土初凝后，用C25混凝土灌浇立柱。

（4）混凝土基本凝固后，焊接限速、限高和单位名称标示牌。

（5）最后打磨立柱钢板、横杆上的焊点，除去钢板、钢管表面的锈迹，刷防锈漆、面漆，贴宣传标语、反光膜，完成美化工作。

4.成果论证

路障安装完毕后，试运行了接近两个月，期间每隔一段时间到现场进行观察、启闭，在韩庄运河、伊家河堤防上得到成功应用。截至目前，已建成和拟建点达10处，有效解决了堤防管理难题，进一步提升了堤防管理现代化水平。

六、推广应用前景

与目前现有的限高门架和限宽路墩等限行设施相比较，可升降式限高路障优点突出，如加以推广可形成良好的经济、社会和管理效益。因其不仅可应用于水利系统，也可拓展至其他低等级公路，如乡镇及村村通公路、路口，和某些低荷载桥梁等，应用前景较为广阔

（作者单位：南四湖局韩庄运河水利管理局 277400）