تصنيع بوابات الطرق السريعة

بوابة الطريق السريع (يشار إليها اختصارًا بالبوابة) هي إطار معدني هيكلي كبير يتم تركيبه على الطرق السريعة، وعادة ما يمتد فوق الطريق، ويتكون من أعمدة رأسية على كلا الجانبين وعارضة أفقية، على شكل حرف “U”، ومن هنا جاء اسم “البوابة”. يتم استخدامه لتعليق علامات المرور أو الكاميرات أو شاشات المعلومات الإلكترونية أو معدات نظام تحصيل الرسوم المفتوح، وهو مناسب للطرق متعددة المسارات ذات الازدحام المروري العالي، حيث قد تحجب المركبات الكبيرة العلامات الموجودة على جانب الطريق.

أنواع الهياكل

• بوابة كاملة: تمتد العارضة الأفقية عبر الطريق بأكمله، مع أعمدة رأسية على كلا الجانبين لدعمها، على غرار الجسر، وهي مناسبة للطرق السريعة متعددة المسارات.
• بوابة نصفية (كابولية/على شكل فراشة): عمود رأسي واحد يدعم العارضة الأفقية، وهو مناسب للأقسام ذات المساحة المحدودة أو بالقرب من المخارج.
• هيكل جملوني: يستخدم هيكلًا جملونيًا (أنابيب دائرية أو مربعة)، مما يوفر صلابة وثباتًا أكبر، وغالبًا ما يستخدم للمعدات الثقيلة.
• بوابة مرنة: مثل Flexgantry من Forster، والتي تتصل بحواجز خرسانية متحركة، ويمكن أن تتحرك أفقيًا عند الاصطدام، مما يحسن السلامة.

المواد والتصميم

• المواد:
  • الفولاذ: يستخدم بشكل أساسي الفولاذ Q235 أو Q345 عالي القوة منخفض السبائك، مع قوة خضوع 235-345 ميجا باسكال، وسمك 4-10 مم، ومعالجة جلفنة بالغمس الساخن (سمك 60-80 ميكرومتر) لمنع التآكل.
  • سبائك الألومنيوم: تصميم خفيف الوزن، بكثافة تبلغ حوالي 2700 كجم / م ³، ومقاومة للتآكل، ومناسبة لسيناريوهات محددة.
  • الخرسانة: تستخدم بعض قواعد الأعمدة الخرسانة عالية القوة (C30-C40) لتحسين الاستقرار.
• ميزات التصميم:
  • الأبعاد: يبلغ طول العارضة الأفقية 10-40 مترًا (حسب عدد المسارات)، ويبلغ ارتفاع العمود الرأسي 6-12 مترًا، ويجب أن يتحمل حمولة الرياح (حوالي 1.2 كيلو نيوتن / م ²) ووزن المعدات.
  • الهيكل: العارضة الأفقية عبارة عن هيكل صندوقي أو جملوني، والعمود الرأسي عبارة عن عمود أسطواني أو مستطيل، والقاعدة عبارة عن نوع مدفون مسبقًا أو مثبت بمسامير.
  • وحدات: سهولة النقل والتركيب، وتقليل وقت البناء في الموقع.
  • السلامة: يجب أن تتوافق مع معايير مقاومة الرياح والزلازل (مثل "مواصفات تصميم الجسور والعبارات للطرق السريعة" الصينية)، وأن تأخذ في الاعتبار سلامة الاصطدام (مثل اختبار REBLOC H4b).

عملية التصنيع

(1)التصميم والإعداد

• التصميم: استخدم برنامج CAD أو BIM للنمذجة ثلاثية الأبعاد، وحساب الأحمال (الأحمال الساكنة والأحمال الديناميكية وأحمال الرياح)، وتحسين الهيكل. يضمن تحليل العناصر المحدودة (FEA) القوة والصلابة.
• إعداد المواد: شراء ألواح أو أنابيب فولاذية Q235 / Q345، والتحقق من جودة السطح (بدون تشققات أو صدأ)، وقطعها إلى الأحجام المطلوبة.

(2)معالجة المكونات

• تشكيل العارضة الأفقية / العمود الرأسي:
  • الختم / الدرفلة: يتم تشكيل الألواح الفولاذية إلى عوارض صندوقية أو هياكل أنبوبية بواسطة مكبس هيدروليكي (1000-3000 طن) أو آلة درفلة، مع تفاوت ± 1 مم.
  • ثني الأنابيب: تستخدم الأعمدة الرأسية أو العوارض الكابولية آلة ثني الأنابيب CNC، مع دقة زاوية ± 0.5 °.
• معالجة الثقوب:
  • معالجة فتحات التركيب (لتثبيت اللافتات والمعدات)، بقطر فتحة 10-50 مم، وعدد 100-300 فتحة.
  • تثقيب CNC: دقة عالية (± 0.2 مم)، ومناسبة للإنتاج متعدد الأصناف.
  • قطع البلازما / الليزر: تستخدم للفتحات الكبيرة أو الأشكال المعقدة، بدقة ± 0.5 مم.
• اللحام:
  • يتم استخدام لحام TIG / MIG أو اللحام بالقوس الكهربائي، يجب أن تكون اللحامات خالية من المسام، ويجب أن تصل قوتها إلى أكثر من 90٪ من قوة المعدن الأصلي.
  • استخدم المثبتات لضمان دقة اللحام، مع انحراف < ± 1 مم.

(3)المعالجة السطحية

• السفع بالخردق / السفع الرملي: إزالة طبقة الأكسدة، خشونة السطح Ra 3.2-6.3 ميكرومتر، وتعزيز التصاق الطلاء.
• الجلفنة بالغمس الساخن: سمك طبقة الزنك 60-80 ميكرومتر، وعمر مقاومة التآكل 10-20 سنة.
• الطلاء بالرش: طبقة أساس إيبوكسي + طبقة علوية من البولي يوريثين (سمك إجمالي 80-120 ميكرومتر)، اللون عادة ما يكون أخضر (الصين / كندا) أو رمادي فضي، ويستخدم اللون الأزرق في بعض المشاهد (مثل أقسام طريق المطار).

(4)التجميع والتركيب

• التجميع المسبق في المصنع: التجميع التجريبي في المصنع للتحقق من الأبعاد ودقة التوصيل.
• التركيب في الموقع:
  • بناء الأساس: صب الأساس الخرساني (C30-C40)، ودفن المسامير أو الألواح الفولاذية مسبقًا.
  • الرفع: استخدم رافعة (50-100 طن) لتركيب العارضة الأفقية والعمود الرأسي، مع انحراف < ± 5 مم.
  • تركيب المعدات: يتم تثبيت اللافتات أو الكاميرات أو معدات تحصيل الرسوم بمسامير، ويجب معايرة الزاوية (على سبيل المثال، تميل اللافتات في منطقة كيبيك الكندية إلى الأسفل لتسهيل رؤيتها على السائقين).