某城市高架橋雨水篦子的防盜設(shè)計(jì)

欒 靜 靜

(山東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，山東 濟(jì)南 250031)

0 引言

雨水篦子是用于排水溝入口的遮蓋物，在城市高架橋、市區(qū)道路、廣場(chǎng)以及小區(qū)住宅四周等的排水溝入水口處大量使用。一般是沿道路兩側(cè)鋪設(shè)，每50 m～100 m距離就會(huì)設(shè)置地下排水設(shè)施的出入口，即需要一套雨水篦子，因此用量很大。尤其是近年來(lái)，國(guó)家加大對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施投資的力度和城市化的發(fā)展，國(guó)家對(duì)公用設(shè)施的投入極大，城市高架橋、市區(qū)道路改造等，對(duì)雨水篦子的需求量極大。

1 雨水篦子的使用現(xiàn)狀

目前，雨水篦子經(jīng)常使用的材質(zhì)，主要有以下幾種：鑄鐵、水泥、復(fù)合材料等。

球墨鑄鐵，是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的一種高強(qiáng)度鑄鐵材料，與鑄鐵相比較，其綜合性能接近于鋼，具有較高的塑性和韌性，承受荷載能力也有提高，且材料的韌性改善，不易生銹，因此，球墨鑄鐵雨水篦子的使用量越來(lái)越大。但由于鑄鐵具有回收價(jià)值，有些不法分子見(jiàn)有利可圖，將鑄鐵篦子偷盜、砸爛后賣(mài)給廢品回收店。因雨水篦子等被盜而造成車(chē)毀人亡的事故時(shí)有發(fā)生，由此引發(fā)出大量的訴訟案件令政府相關(guān)部門(mén)非常頭痛，新聞媒體就此類(lèi)事件進(jìn)行過(guò)大量報(bào)道。

另外，自20世紀(jì)90年代研發(fā)的各種增強(qiáng)高分子復(fù)合材料，如玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料和預(yù)制樹(shù)脂混凝土復(fù)合材料等。玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的主要成分為水泥、砂子、纖維和水，另外還添加有聚合物、外加劑等，由于這種材料無(wú)回收利用價(jià)值，徹底解決被盜問(wèn)題。產(chǎn)品輕，檢查方便，環(huán)保節(jié)能。但是玻璃纖維的摻入量和使用方式對(duì)玻璃纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能有很大影響，加上制作工藝不完備可能會(huì)影響產(chǎn)品的強(qiáng)度和使用壽命。

預(yù)制樹(shù)脂混凝土雨水篦子是合成樹(shù)脂加上適量的固化劑、增韌劑、稀釋劑及填料為膠粘劑，以砂、石為骨料，混合而成的一種復(fù)合材料。有較強(qiáng)的抗壓、抗彎、抗折強(qiáng)度，但是固化劑和環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)強(qiáng)度的影響較為明顯，而且在使用過(guò)程中易出現(xiàn)蠕變、應(yīng)變超出允許值，因此使用范圍也有限。

雨水篦子按照外形可分為：普通型雨水篦子、L型雨水篦子、U型雨水篦子。普通型雨水篦子應(yīng)用最為廣泛，形狀為矩形。L型雨水篦子側(cè)面設(shè)置格柵，可以增大雨水收集面積。U型雨水篦子用角鋼包邊，頂面設(shè)置格柵，側(cè)面底面為混凝土，一般沿道路兩側(cè)通長(zhǎng)設(shè)計(jì)。

2 雨水篦子的防盜設(shè)計(jì)

結(jié)合雨水篦子廣泛使用的材質(zhì)和適應(yīng)的外形范圍，某城市高架橋工程雨水篦子擬采用玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料和球墨鑄鐵。雨水篦子的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為汽車(chē)荷載等級(jí)城—A標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，最大軸重200 kN。為增大雨水收集面積，雨水篦子設(shè)計(jì)為L(zhǎng)型，尺寸為592 mm×272 mm，設(shè)計(jì)圖見(jiàn)圖1。

按照設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)采用的兩種材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，經(jīng)汽車(chē)荷載碾壓后，發(fā)現(xiàn)玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的雨水篦子損壞較多，且破壞時(shí)為脆性破壞?？梢?jiàn)玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料雖然有很多優(yōu)點(diǎn)：如防盜，環(huán)保，無(wú)回收價(jià)值；檢查方便，產(chǎn)品重量輕。但缺點(diǎn)是：抗折性能差，施工工藝不完備，目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有可以參考的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。道路交通密集時(shí)，鑄鐵材料較安全。因此為保證高架橋運(yùn)營(yíng)安全，擬定本項(xiàng)目雨水篦子采用球墨鑄鐵材料。球墨鑄鐵韌性好，沖擊值與中碳鋼材相近?？垢g性強(qiáng)，塑性好，強(qiáng)度高?？估瓘?qiáng)度不小于420 MPa,屈服強(qiáng)度不小于300 MPa。國(guó)內(nèi)有相應(yīng)的建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，但是球墨鑄鐵雨水篦子唯一的缺點(diǎn)是被盜情況嚴(yán)重。針對(duì)使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)雨水篦子進(jìn)行了防盜設(shè)計(jì)。在原來(lái)設(shè)計(jì)圖紙的基礎(chǔ)上，取消L型雨水篦子側(cè)面中間位置的排水口，改為預(yù)留R=6 mm的圓孔，用M12六角螺栓固定在雨水篦子槽鋼底座側(cè)面鋼板上。

防盜設(shè)計(jì)圖見(jiàn)圖2。

3 雨水篦子的安裝工藝

為增強(qiáng)球墨鑄鐵雨水篦子的抗腐蝕性，模具加工完成后，首先對(duì)雨水篦子表面涂瀝青清漆一道。

1)按照設(shè)計(jì)圖紙中雨水篦子的尺寸和厚度，雨水篦子頂面比設(shè)計(jì)雨水口周邊路面低3 cm。

2)清除雨水口內(nèi)一切雜物，安放雨水篦子槽鋼底座，安裝時(shí)一定要保持基底平整，用1∶3水泥砂漿在需要安裝底座的位置抹砂漿進(jìn)行調(diào)平，槽鋼底座整體著地，穩(wěn)固無(wú)松動(dòng)。

3)瀝青路面攤鋪時(shí)，采用施工機(jī)器進(jìn)行碾壓。在雨水口前后100 cm范圍和橫向50 cm范圍內(nèi)采用人工攤鋪，小型機(jī)具壓實(shí)。

4)最后人工安裝球墨鑄鐵雨水篦子。將螺栓從槽鋼底座后側(cè)鋼板預(yù)留的孔洞穿過(guò)，然后穿過(guò)雨水篦子的預(yù)留圓孔，放上墊圈，擰緊螺母。將雨水篦子固定在雨水口位置。

施工完成后的防盜型雨水篦子如圖3所示。

4 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合已有的工程實(shí)例，大膽的提出了球墨鑄鐵雨水篦子的防盜設(shè)計(jì)，為其他工程提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)一段時(shí)間的運(yùn)營(yíng)后，發(fā)現(xiàn)雨水篦子被盜機(jī)率大大降低，證明此防盜措施有效可行。但是此種防盜方式也有不足之處，如養(yǎng)護(hù)清掃雨水口內(nèi)雜物時(shí)較為麻煩，這在以后的工程實(shí)踐中還有待解決。