Производство портальных рам для автомагистралей

Портальная рама для автомагистрали (сокращенно портальная рама) - это большая металлическая конструкция, устанавливаемая на автомагистралях, обычно над дорогой. Она состоит из двух боковых стоек и поперечной балки, образующих форму буквы «П», отсюда и название «портальная рама». Она используется для подвешивания дорожных знаков, камер, электронных информационных табло или оборудования открытой системы взимания платы и подходит для многополосных участков дорог с высокой интенсивностью движения, поскольку дорожные знаки сбоку могут быть закрыты крупногабаритными транспортными средствами.

Типы конструкций

• Полная портальная рама: поперечная балка пересекает всю дорогу, поддерживается стойками с обеих сторон, как мост, подходит для многополосных автомагистралей.
• Полупортальная рама (консольная / бабочкообразная): поперечная балка поддерживается стойкой с одной стороны, подходит для участков дорог с ограниченным пространством или вблизи съездов.
• Ферменная конструкция: использует ферменную структуру (круглые или квадратные трубы), обеспечивающую более высокую жесткость и устойчивость, часто используется для тяжелого оборудования.
• Гибкая портальная рама: например, Flexgantry от Forster, соединяется с передвижными бетонными разделительными блоками, может перемещаться вбок при ударе, повышая безопасность.

Материалы и конструкция

• Материалы:
  • Сталь: в основном используется высокопрочная низколегированная сталь Q235 или Q345 с пределом текучести 235-345 МПа, толщиной 4-10 мм, обработанная горячим цинкованием (толщиной 60-80 мкм) для защиты от коррозии.
  • Алюминиевый сплав: облегченная конструкция, плотность около 2700 кг/м³, устойчив к коррозии, подходит для определенных сценариев.
  • Бетон: в некоторых основаниях стоек используется высокопрочный бетон (C30-C40) для повышения устойчивости.
• Особенности конструкции:
  • Размеры: пролет поперечной балки 10-40 метров (в зависимости от количества полос движения), высота стоек 6-12 метров, необходимо выдерживать ветровую нагрузку (около 1,2 кН/м²) и вес оборудования.
  • Структура: поперечная балка в основном имеет коробчатую или ферменную структуру, стойки - цилиндрические или прямоугольные, основание в основном заглубленное или крепится болтами.
  • Модульность: для удобства транспортировки и установки, сокращения времени строительства на месте.
  • Безопасность: должна соответствовать стандартам ветро- и сейсмостойкости (например, китайским «Нормам проектирования автомобильных мостов и труб»), а также учитывать безопасность при столкновении (например, испытание REBLOC H4b).

Технологический процесс обработки

(1)Проектирование и подготовка

• Проектирование: использование программного обеспечения CAD или BIM для трехмерного моделирования, расчета нагрузок (статических, динамических, ветровых), оптимизации конструкции. Анализ методом конечных элементов (FEA) обеспечивает прочность и жесткость.
• Подготовка материалов: закупка стальных листов или труб Q235/Q345, проверка качества поверхности (отсутствие трещин, ржавчины), резка на необходимые размеры.

(2)Обработка компонентов

• Формирование поперечной балки / стойки:
  • Штамповка / роликовая формовка: стальной лист формируется в коробчатую балку или трубчатую структуру с помощью гидравлического пресса (1000-3000 тонн) или роликовой формовочной машины, допуск ±1 мм.
  • Гибка труб: стойки или консольные балки изготавливаются на станках с ЧПУ для гибки труб, точность угла ±0,5°.
• Обработка отверстий:
  • Обработка монтажных отверстий (для крепления знаков, оборудования), диаметр отверстий 10-50 мм, количество 100-300 штук.
  • Пробивка отверстий с ЧПУ: высокая точность (±0,2 мм), подходит для мелкосерийного производства.
  • Плазменная / лазерная резка: используется для отверстий большого размера или сложной формы, точность ±0,5 мм.
• Сварка:
  • Используется сварка TIG/MIG или дуговая сварка, сварные швы должны быть без пор, прочность должна составлять более 90% от прочности основного материала.
  • Используются приспособления для обеспечения точности сварки, отклонение <±1 мм.

(3)Обработка поверхности

• Дробеструйная / пескоструйная обработка: удаление оксидного слоя, шероховатость поверхности Ra 3,2-6,3 мкм, повышение адгезии покрытия.
• Горячее цинкование: толщина цинкового слоя 60-80 мкм, срок службы при коррозии 10-20 лет.
• Покраска: эпоксидная грунтовка + полиуретановая эмаль (общая толщина 80-120 мкм), цвет обычно зеленый (Китай / Канада) или серебристо-серый, в некоторых случаях синий (например, на участках дорог в аэропортах).

(4)Сборка и установка

• Предварительная сборка на заводе: пробная сборка на заводе, проверка размеров и точности соединения.
• Установка на месте:
  • Строительство фундамента: заливка бетонного фундамента (C30-C40), предварительная установка анкерных болтов или стальных пластин.
  • Подъем: установка поперечной балки и стоек с помощью крана (50-100 тонн), отклонение <±5 мм.
  • Установка оборудования: дорожные знаки, камеры или оборудование для взимания платы крепятся болтами, необходимо откалибровать угол (например, в канадском регионе Квебек знаки наклонены вниз для удобства просмотра водителями).