Gia công cổng trục đường cao tốc

Cổng trục đường cao tốc (gọi tắt là cổng trục) là một khung kết cấu kim loại lớn được lắp đặt trên đường cao tốc, thường bắc ngang phía trên đường, bao gồm các cột trụ hai bên và dầm ngang, có hình dáng giống chữ “môn”, do đó có tên gọi là “cổng trục”. Nó được sử dụng để treo biển báo giao thông, camera, màn hình thông tin điện tử hoặc thiết bị hệ thống thu phí không dừng, phù hợp với các đoạn đường nhiều làn xe, lưu lượng giao thông lớn, vì biển báo ven đường có thể bị các xe lớn che khuất.

Loại kết cấu

• Cổng trục toàn phần: Dầm ngang bắc qua toàn bộ đường, có cột trụ đỡ ở hai bên, tương tự như cầu, phù hợp với đường cao tốc nhiều làn xe.
• Cổng trục bán phần (kiểu công xôn/hình cánh bướm): Cột trụ đơn đỡ dầm ngang, phù hợp với các đoạn đường có không gian hạn chế hoặc gần lối ra.
• Kiểu giàn: Sử dụng kết cấu giàn (ống tròn hoặc vuông), cung cấp độ cứng và ổn định cao hơn, thường được sử dụng cho thiết bị hạng nặng.
• Cổng trục mềm: Ví dụ như Flexgantry của Forster, kết nối với các dải phân cách bê tông di động, có thể di chuyển ngang khi va chạm, nâng cao tính an toàn.

Vật liệu và thiết kế

• Vật liệu:
  • Thép: Chủ yếu sử dụng thép hợp kim thấp cường độ cao Q235 hoặc Q345, giới hạn chảy 235-345 MPa, độ dày 4-10mm, xử lý mạ kẽm nhúng nóng (độ dày 60-80μm) để chống ăn mòn.
  • Hợp kim nhôm: Thiết kế nhẹ, mật độ khoảng 2700 kg/m³, chống ăn mòn, phù hợp với các tình huống cụ thể.
  • Bê tông: Một số móng cột trụ sử dụng bê tông cường độ cao (C30-C40), nâng cao tính ổn định.
• Đặc điểm thiết kế:
  • Kích thước: Nhịp dầm ngang 10-40 mét (tùy thuộc vào số lượng làn xe), chiều cao cột trụ 6-12 mét, cần chịu được tải trọng gió (khoảng 1.2 kN/m²) và trọng lượng thiết bị.
  • Kết cấu: Dầm ngang thường là kết cấu hộp hoặc giàn, cột trụ là cột tròn hoặc cột hình chữ nhật, móng thường là kiểu chôn sẵn hoặc cố định bằng bu lông.
  • Mô-đun hóa: Thuận tiện cho việc vận chuyển và lắp đặt, giảm thời gian thi công tại chỗ.
  • Tính an toàn: Cần tuân thủ các tiêu chuẩn chống gió, chống động đất (ví dụ như "Quy phạm thiết kế cầu cống đường bộ" của Trung Quốc), và xem xét tính an toàn khi va chạm (ví dụ như thử nghiệm REBLOC H4b).

Quy trình công nghệ gia công

(1) Thiết kế và chuẩn bị

• Thiết kế: Sử dụng phần mềm CAD hoặc BIM để mô hình hóa 3D, tính toán tải trọng (tĩnh tải, hoạt tải, tải trọng gió), tối ưu hóa kết cấu. Phân tích phần tử hữu hạn (FEA) đảm bảo độ bền và độ cứng.
• Chuẩn bị vật liệu: Mua tấm thép hoặc ống thép Q235/Q345, kiểm tra chất lượng bề mặt (không có vết nứt, rỉ sét), cắt thành kích thước yêu cầu.

(2) Gia công cấu kiện

• Tạo hình dầm ngang/cột trụ:
  • Dập/Lăn: Tấm thép được tạo hình thành dầm hộp hoặc kết cấu dạng ống thông qua máy ép dầu (1000-3000 tấn) hoặc máy cán, dung sai ±1mm.
  • Uốn ống: Cột trụ hoặc dầm công xôn sử dụng máy uốn ống CNC, độ chính xác góc ±0.5°.
• Gia công lỗ:
  • Gia công lỗ lắp đặt (dùng để cố định biển báo, thiết bị), đường kính lỗ 10-50mm, số lượng 100-300 lỗ.
  • Đột lỗ CNC: Độ chính xác cao (±0.2mm), phù hợp với sản xuất nhiều chủng loại.
  • Cắt plasma/laser: Dùng cho lỗ kích thước lớn hoặc hình dạng phức tạp, độ chính xác ±0.5mm.
• Hàn:
  • Sử dụng hàn TIG/MIG hoặc hàn hồ quang, mối hàn không có lỗ khí, cường độ đạt trên 90% vật liệu gốc.
  • Sử dụng đồ gá để đảm bảo độ chính xác hàn, sai lệch <±1mm.

(3) Xử lý bề mặt

• Phun bi/phun cát: Loại bỏ lớp oxit, độ nhám bề mặt Ra 3.2-6.3μm, tăng cường độ bám dính của lớp phủ.
• Mạ kẽm nhúng nóng: Độ dày lớp kẽm 60-80μm, tuổi thọ chống ăn mòn 10-20 năm.
• Phun sơn: Sơn lót epoxy + sơn phủ polyurethane (tổng độ dày 80-120μm), màu thường là xanh lá cây (Trung Quốc/Canada) hoặc xám bạc, một số trường hợp dùng màu xanh lam (ví dụ như đoạn đường sân bay).

(4) Lắp ráp và lắp đặt

• Lắp ráp sơ bộ tại nhà máy: Lắp ráp thử tại nhà máy, kiểm tra kích thước và độ chính xác kết nối.
• Lắp đặt tại hiện trường:
  • Thi công móng: Đổ móng bê tông (C30-C40), chôn sẵn bu lông hoặc tấm thép.
  • Cẩu lắp: Sử dụng cần cẩu (50-100 tấn) để lắp đặt dầm ngang và cột trụ, sai lệch <±5mm.
  • Lắp đặt thiết bị: Biển báo, camera hoặc thiết bị thu phí được cố định bằng bu lông, cần hiệu chỉnh góc (ví dụ như biển báo ở khu vực Quebec của Canada nghiêng xuống để người lái xe dễ nhìn).