可升降式限高路障在堤防工程中的研發及應用

袁衛東 華永凱 黃慧華

科技推廣與應用

可升降式限高路障在堤防工程中的研發及應用

袁衛東 華永凱 黃慧華

隨著經濟的發展，許多地方將防洪大堤的堤頂道路修成交通要道，堤頂道路大多為等級不高的泥結碎石、混凝土或瀝青面層，重型車輛反復碾壓容易對其造成破壞。為有效保護堤頂道路及其他附屬工程，采取限行措施大有必要。

一、研發背景及思路

通過查閱資料及檢索文獻數據庫，目前國內主要的限行措施有固定限寬路墩和限高門架等，限高門架又分為固定限高門架和開關式限高門架。開關式限高門架的啟閉一般利用人力推拉實現，門架材質多為空心鋼管，采用日常鎖具上鎖，牢固度很低，無人值守時易被破壞，一般安置在人員密集的地方，存在可控性不強等弊端，而堤防工程一般位于野外，顯然不適合；固定限寬路墩、限高門架可以限制超重車輛，而因其固定了通行寬度或高度，當工程維護需要通行大型施工機械時卻成了攔路虎，這也成為其致命缺點。

絕大多數重型車輛的車體寬度和車身高度較一般車輛大，當限制寬度（固定限寬路墩）存在弊端時，可以考慮通過限制通行高度來達到限制載重車輛通行的目的；結合限高門架和限寬路墩兩者的優點，設計出一款可以調節通行高度的路障，能夠很好地解決目前存在的技術及管理難題。

據此思路，可升降式限高路障的基本構造由兩側混凝土立柱和一根可上下移動的橫桿組成，通過動力設施使橫桿升降，實現限制和調節通行的目的。

二、技術難點及解決方法

堤防工程的特點是戰線長，不易集中管理，所以保障設施安全顯得尤為重要。防止人為破壞有效的方法是加強設施牢固度和安全性，讓蓄意破壞無從下手。

1.升降動力設備的選擇

技術難點：目前市面上可用的推力設備主要是液壓千斤頂，但運行速度緩慢、行程短，無法滿足要求。

實現方法：通過多方比對、查詢，直流電動液壓千斤頂的行程、動力、速度均能滿足要求，通過了試驗檢驗，動力采用汽車電瓶供電即可。

2.開關保護鎖的選擇

技術難點：為開啟方便，目前常見的鎖具一般暴露在外，容易被破壞；一旦開關被盜，路障也就失去意義。

實現方法：通過調研，電子遙控鎖不需要鑰匙開啟，隱蔽安裝在定制的箱體里防止人為破壞，即可解決開關保護問題。

3.橫桿升降過程中的同步問題

技術難點：試運行期間，出現了兩側升降不同步的問題，導致一邊升降快，一邊升降慢，橫桿處于傾斜狀態。

解決方法：出現該問題的主要原因是油路不暢，安裝一個油路平衡閥即可完美解決問題。

4.如何保證在立柱傾斜時不影響升降

技術難點：隨著運行時間的推移，路卡基礎難免發生沉降，因此立柱會有所傾斜；立柱傾斜的話，千斤頂也會傾斜，導致整個路障產生拉伸變形影響升降。

解決方法：為確保在立柱傾斜時橫桿不受拉扯，在橫桿與千斤頂連接處采用勾連的活環進行連接，給立柱傾斜留下空間而不會拉扯到橫桿，而活環不會影響正常升降。

5.如何保證路障安全

技術難點：路障在野外時容易受到人為破壞，如何保證安全是共性難題。

實現方法：將路障采用高強度鋼材焊接、澆筑成一個整體，升降槽有保護鋼板等諸多安保措施，除了特別極端的蓄意暴力行為，一般的行為無法對其造成破壞。

三、技術特征

1.可控性強

路障限行高度可控，最低高度一般控制在2.2m（可更低），一般車輛均能通行，最高可以根據需要定制，路橋標準4.5m亦可達到；管理需要可控，可根據管理需要隨時調整通行高度；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

路障采用高強度鋼板、角鐵以及各種無縫鋼管等材料焊接而成，兩側立柱成為兩個密閉箱體，地面以下通過基礎、地梁相連，中間采用兩根灌注有高強度混凝土的橫桿連接，頂上利用宣傳標牌焊接固定，多方位成為一個整體，基礎、立柱均灌注高強度混凝土，可有效防止拉扯、推鏟破壞。路障的核心構件均采用鋼板、鋼管和鋼箱體進行保護；開關構件采用具有專利技術的電子遙控鎖保護，無遙控鑰匙無法開啟，有效保護路障開關安全。

3.易于管理

路障采用遙控鑰匙操作開啟保險箱，利用電瓶作為動力源，能夠簡單高效實現啟閉，破解人力和動力限制，一塊電瓶、一個人隨時可進行操作，啟閉迅速，開啟方法一學即會，非常易于管理。

四、總體性能與技術成熟度

通過省級查新機構的科技查新系統檢索，國內尚未見有與“可升降式限高路障”設計相同的文獻報道，總體性能處于國內同類先進技術水平。該項目獲得淮委2014年度科學技術獎三等獎。

路障中使用的各類技術在不斷試驗、不斷應用的過程中得以檢驗，如電動液壓千斤頂、電瓶供電、混凝土澆筑、焊接等關鍵技術均已在各領域成熟運用，因此該技術是成熟、先進、可靠的。

五、在堤防工程中的應用

2013年5月底，結合所在單位實際，開始了第一個可升降式限高路障的試生產工作。

1.基礎設計

根據韓莊運河堤防、堤頂路面及通行車輛特點，試生產路障基本尺寸如下：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×寬×高），內含升降裝置（電動液壓千斤頂）、傳動構件（各路油管）、保護裝置（鋼管）及防撬開關箱（內置遙控防盜鎖）。

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

（3）限高橫桿由兩根長度6m、壁厚8mm、內徑100mm的無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），立柱上貼宣傳標語，在路卡頂部設置單位名稱標示牌，以明示管理權屬，尺寸為8.5m×0.8m（長×高）。

2.預制部分施工

為提高效率，立柱箱體等需要預制，以保證設備牢固度。

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

（2）焊接內部構件：千斤頂、油路保護管、升降軌道、電機、油罐保護箱、檢修口等。

（3）各內部構建焊接好之后，安裝液壓千斤頂、電機、油罐等傳動設備，之后布設油路管線。

（4）為運輸方便，橫桿部分需要現場焊接，所以事先要在立柱內安裝好千斤頂與橫桿連接頭，待立柱在現場固定好之后再進行焊接。

（5）按軌道保護槽尺寸制作好軌道保護板之后焊接開關保護箱。

（6）立柱內部構件均焊接、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、限高及單位名稱標示牌，編扎基礎鋼筋籠，路障預制部分的工作基本完成。

3.現場施工

（1）按基本尺寸開挖兩側立柱基礎及地梁溝槽。

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

（3）調試正常后用C25混凝土澆筑基礎及地梁；待基礎、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、限高和單位名稱標示牌。

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

4.成果論證

路障安裝完畢后，試運行了接近兩個月，期間每隔一段時間到現場進行觀察、啟閉，在韓莊運河、伊家河堤防上得到成功應用。截至目前，已建成和擬建點達10處，有效解決了堤防管理難題，進一步提升了堤防管理現代化水平。

六、推廣應用前景

與目前現有的限高門架和限寬路墩等限行設施相比較，可升降式限高路障優點突出，如加以推廣可形成良好的經濟、社會和管理效益。因其不僅可應用于水利系統，也可拓展至其他低等級公路，如鄉鎮及村村通公路、路口，和某些低荷載橋梁等，應用前景較為廣闊

（作者單位：南四湖局韓莊運河水利管理局 277400）