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)
0 概述
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。
1 新型超限墩构成及工作原理
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。
1.1 固定拦车体
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。
1.2 移动伸缩体
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。
1.3 移动控制装置
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。
1.4 固定基础
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。
1.5 警示标志
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。
2 与同功能产品的技术比较
2.1 与旧式堤顶超限墩的比较
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。
2.2 与公路收费站挡车器的比较
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。
3 主要创新点
3.1 新型超限墩的设置既有效控制了超载车辆的通行，又满足了大型抢险车辆即时通行的需求。
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。
3.2 自主研制的移动控制装置，实现了超限墩宽度的实时控制。
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。
3.3 新型超限墩结构简单、强度适中、操作简便、适用性强。
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。
