广州大学 土木工程学院 广东广州 510006
摘要：随着公路桥梁交通设施的基本完善，为了保护这些基础设施的安全使用，在公路和桥梁这些设施上设置限高龙门架成为了一种很好的管理措施，但是随着限高龙门架的进一步推广也产生了一系列的问题。如：普通的固定式限高龙门架灵活性差，且不能很好的提醒驾驶员前方限高[1-2]。具有声光等预报警系统的限高龙门架造价较高且还没有得到很好的推广，本文介绍了限高龙门架的发展及研究现状，并对其未来发展方向进行了展望和建议，以期对我国公路桥梁限高龙门架的发展研究有所借鉴。
关键词：限高龙门架、预报警系统、防撞
前言
目前国内多数限高龙门架采用的固定式龙门架，所采用的材料多是弹性较差的Q235钢材，这种钢材在经过一次撞击之后所产生的形变是无法恢复的，且限高架的灵活性差，不能适应不同高度。需要耗费额外的人工费和金钱来订制不同高度的限高龙门架，因此也产生了具有一定弹性的防撞龙门架，以及具有自动调节高度功能的限高龙门架以最大程度的对公路桥梁以及车上人员进行保护。仅仅具有弹性的限高龙门架并不能从根本上保证道路桥梁不被损坏，龙门架的功能也由最初的仅仅限高慢慢变得智能化、人性化，开始有了智能的升降式龙门架、遥控式限高龙门架、液压式升降限高龙门架以及自带预报警系统的红外检测限高龙门架，由于其功能的不同以及政府部门的不同要求，其价格有较大的波动空间。
1、常见限高龙门架的分类
目前国内所采用的限高龙门架的结构形式大致可以分为:1、初代木结构限高架，由于木结构的局限性，此种限高架较早就被淘汰；2、全部采用钢材式的限高龙门架，此种全钢式的限高架又可按照具体用途分为单跨式限高龙门架以及双跨式限高龙门架；3、主体部分采用钢材，墩柱部分采用混凝土的限高龙门架，此种限高龙门架可根据地势特点，来设置单根混凝土墩柱或是双混凝土墩柱。
根据所用材料分为：1、钢桁架型式；2、拉索型式。钢桁架型式的限高架的优点有：可在上部布置警示设备或装置；可以很好的限高，使得超高车辆无法通过；当受力过大时，结构局部产生的塑性变形仍能支撑结构继续工作。同时缺点就是结构笨重，更换时造成交通不便。对于拉索式的限高龙门架，优点则是更换容易，经济实惠，缺点是该种类型的限高架的视觉效果不明显，需加装警示装置才能更好的起到作用。
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图1、钢桁架式限高龙门架示意图
2、国内外限高龙门架发展现状
2.1、升降式限高龙门架
根据控制调节方式可分为，1、遥控式升降龙门架，2、电脑远程控制式升降龙门架，3、现场手动调节高度式升降龙门架。
2.2、具有限高、提醒系统的限高龙门架
通过在限高龙门架上设置LED显示屏来提醒驾驶员雨天路滑，减速慢行。
2.3、具有限高、预警系统的限高龙门架
此种类型的限高龙门架还可以结合下文中所诉红外检测装置来测定车辆是否超高，此种类型的限高龙门架通过声光等措施来提醒驾驶员已超高以及如何避免撞上限高架。
2.4、具有限高、预报警系统的限高龙门架
此种类型的限高龙门架还可以结合下文中所诉远程电脑控制、电子眼、信号灯等设施来对超高车辆进行预报警，能更高效率的控制发生车辆撞击限高龙门架事故的概率。
3、现有限高龙门架发展中的问题
现有的限高龙门架由于场地的不同具有多种功能要求，但是也在发展中衍生了如下的问题
1、普通的限高龙门架由于刚度太大，使得汽车在撞击限高龙门架后被切割，造成严重的人员伤亡事故。如图2.1.1造成了一系列的损失。
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图2.1.1武汉公交车被限高龙门架“切割”
2、普通的限高龙门架维修周期长造成结构保护出现较长真空期，最终可能导致结构被直接撞击
3、具有预报警功能的限高龙门架的刚度太大，被撞击后造成较大的资源浪费。
4、常见的限高龙门架的设置场合
普通的限高龙门架是目前国内使用最多的一种，此种龙门架主要设置在以下几类场合：1、桥头；2、村庄进出口；3、涵洞，隧道进口处；4、城市繁华路段；5、停车场(出口处禁止车辆驶入)；6、消防应急通道用；7、工厂车间门口。
5、升降式龙门架、自带预警系统的龙门架的优缺点
国内的厂家很多已经能生产能够调节高度的可升降式龙门架、可遥控远程控制式的限高龙门架以及自带预报警系统的限高龙门架，同时这类龙门架还具有一定的提醒功能。其具有升降速度快、耐撞等级高、升降幅度大、控制方式多、可根据要求订制外观、易于保养，维修简单等优点[3]。缺点是主体结构易出现磨损。
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图4.1公路上设置可升降式限高龙门架
6、自带预警系统的龙门架
通过光电超高检测等技术性手段来判定车辆是否超高，工作原理如上图5.1。通过激光测距和LED屏幕的结合来达到准确提醒驾驶员的目的[4]。但是由于红外线的散射特性，红外光幕超高检测系统算法复杂，无法测量镂空物体高度，故此法仍有很大的改进空间[5]。
7、限高龙门架发展的总结与展望
目前国内的限高龙门架大多还停留在仅仅是限高的功能，且经过一次撞击后不能恢复原有的形状和功能，造成了较大的资源浪费。在此基础上所发展出来的可自动调节高度的限高龙门架可适应多种场地，但是依然无法达到及时提醒驾驶员的目的。因此结合预报警以及防撞功能的限高龙门架得到了一定的发展，但是由于需要结合激光测距仪、红外检测报警器、LED屏、声音报警器等功能的仪器需要耗费较大的人力物力财力，因此，目前此种功能的限高龙门架的发展还有很大的提升空间。
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图5.1、红外超高检测的限高龙门架工作原理示意图
参考文献
[1]李伟雄,周宝标,区子才.在桥梁限高龙门架前设置“超高车辆自动报警装置”安全设施的必要性[J].硅谷,2014,7(20):148-149.
[2]邱宏峰.升降式可变限高龙门架结构设计与系统实现[D].浙江工业大学,2013.
[3]秦立祥.外环隧道车辆限高检测的应用[J].电气自动化,2006,28(02): 41-42+63.
[4]刘长生.公路桥涵汽车用电子限高报警系统(Ⅱ)——激光超高报警系统的设计[J].森林工程,2011,27(05):61-64.
[5]郭荣庆,孙家永,许世维,王旭,焦磊.基于激光传感器的车辆超高检测系统研究[J].科技导报,2011,29(08):63-66.
[6]智能交通系统中视频车辆检测技术的研究[D].杜丽丽.中国海洋大学2009
[7]激光车辆限高仪的研究和设计[D].郑秀霞.同济大学2007
[8]基于双通信模式的分布式车辆超限监控系统设计研究[J].刘智勇,梁义涛.河南科学.2010(05)
[9]徐光中.川槎大桥通航孔水上防撞限高架设计研究[J].珠江水运,2019(02):93-97