БАРЬЕРНОЕ ДОРОЖНОЕ ОГРАЖДЕНИЕ АВТОМАГИСТРАЛЕЙ Российский патент 2005 года по МПК E01F15/00 

Предлагаемое изобретение относится к дорожным ограждениям автомобильных магистралей и может быть использовано при строительстве мостов и путепроводов.

Такими ограждениями оснащаются все современные мосты и путепроводы, что повышает безопасность движения даже при высоких скоростях транспорта. Основные требования, предъявляемые к дорожным ограждениям барьерного типа: предотвращение тяжелого травмирования участников движения и максимальное сохранение работоспособности (т.е. надежности) ограждения после наезда на него автомобиля. С этой целью ограждения оборудуются относительно сложными элементами (балками, стойками и консолями) и узлами соединения этих элементов между собой.

Вертикальные стойки и остальные элементы барьерных ограждений крепятся к пролетному строению мостов или путепроводов и между собой болтами.

Известно барьерное ограждение, содержащее три продольные балки со стороны движения, опирающиеся на буферные вставки, закрепленные на стойках, причем эти вставки выполнены из коробчатых профилей и могут быть гофрированными (см. пат. РФ №2158799, кл. Е 01 F 15/04, опубл. 10.11.2000 г. Недостатком такого ограждения является повышенная жесткость узла стойки, обусловленная использованием как коробчатых вставок (играющих роль жестких консолей), так и коробчатых (или С-образных) балок.

Наиболее близким к заявленному объекту является барьерное ограждение группы 11МО по ГОСТ 26804 “Ограждения дорожные металлические барьерного типа”, черт. 6.

Это ограждение содержит стойки с закрепленными на них посредством поперечных консолей горизонтальными балками и характеризуется тем, что консоль выполнена с ковшеобразным поперечным сечением (одна из вертикальных полок швеллера имеет горизонтальную отбортовку), причем консоль крепится к стойке указанной отбортовкой, а к ее противоположной вертикальной полке крепится продольная балка.

Недостатком известного ограждения являются относительно невысокие эксплуатационные характеристики, что снижает их надежность при обеспечении безопасности скоростных автомагистралей.

Действительно, установленные на таком ограждении консоли при достаточной силе удара (при наезде автотранспорта) неизбежно деформируются (изогнутся) в направлении движения объекта с возможным отрывом балки от консоли (либо консоли от стойки) и разрушением ограждения, т.е. с потерей его работоспособности.

Технической задачей предлагаемого изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик ограждения за счет повышения его надежности.

Для решения указанной задачи у барьерного дорожного ограждения, содержащего стойки с закрепленными на них посредством поперечных консолей горизонтальными барками, каждая консоль высотой Н выполнена с основной вертикальной стенкой, нормальной продольной оси ограждения, и с отверстиями для крепления к стойке, с вертикальными и наклонными узкими торцевыми элементами с крепежными отверстиями и с горизонтальными элементами разной длины, при этом вертикальный элемент служит для крепления продольных связей, а наклонный - для балки с углом наклона к вертикали 7...8 град., длина большего верхнего горизонтального элемента L=(1,50...1,54)Н, длина меньшего нижнего l=(1,36...1,40)Н, а их “вылет” со стороны наклонного элемента равен, соответственно, 0,195L и 0,215l при ширине всех элементов 0,2Н.

Вышеприведенные соотношения получены при обработке опытных данных и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения заключается в изменении конструкции консоли дорожного барьерного ограждения и в оптимизации его основных параметров. В результате этого улучшаются эксплуатационные характеристики ограждения и повышается его надежность.

На фиг.1 показано предлагаемое дорожное ограждение, а на фиг.2 - конструкция его поперечной консоли.

Барьерное ограждение (фиг.1) содержит вертикальные стойки 1, которые рекомендуются устанавливать на промежуточных опорных деталях 2, укрепленных анкерными болтами (не показаны) на полотне дороги (поверхности моста или путепровода). С помощью консолей 3 к стойкам крепятся продольные балки 4 и связи 5.

Консоль (фиг.2) высотой Н имеет основную вертикальную стенку 6, нормальную к продольной оси ограждения, в которой выполнены отверстия для болтов крепления к стойке. На торцах консоли расположены два узких торцевых элемента - наклонный 8, под углом α=7...8 град. к вертикали и с отверстиями 9 для крепления балки 4 и вертикальный 10 с отверстиями 11 для крепления к консоли продольных связей 5 (см. фиг.1).

Горизонтальные узкие элементы консоли имеют разную длину: верхний 12 - L=(1,50...1,54)H, нижний 13 - l=(1,36...1,40)Н, причем оба элемента выходят за наклонный элемент 8, что необходимо для упора в них горизонтальных полок балки 4 и повышения жесткости ограждения, причем “вылет” горизонтальных элементов со стороны наклонного составляет: элемента 12 - 0,195L, а элемента 13 - 0,215l. Ширина всех узких элементов b=0,2Н, а вся консоль - цельноштампованная.

При наезде автотранспорта на барьерное ограждение описанной конструкции происходит плавное (т.е. “растянутое” по времени) уменьшение кинетической энергии удара за счет упругого изгиба и поворота в вертикальной плоскости продольной балки. При этом происходит частичная деформация элементов 12 и 13 консоли, а также упругий изгиб продольных связей 5, что приводит к уменьшению продольной нагрузки при наезде автомобиля на ограждение, т.е. снижает травмируемость находящихся в нем людей. С этой же целью рекомендуется установка стоек на промежуточную опорную деталь, что способствует также сохранению целостности продольных балок и связей после удара.

Натурные испытания предлагаемого барьерного ограждения были проведены на Центральном автополигоне (НИЦИАМТ) в г. Дмитрове. С этой целью испытывали барьерные ограждения, содержащие поперечные (жесткие) консоли различной модификации с разными основными размерами.

Наилучшие результаты (сохранение работоспособности ограждения после наезда автотранспорта и уровень удерживающей способности в соответствии с нормами табл. 14 ТУ 5216-067-36910961-97 “Ограждения дорожные, удерживающие, для автомобилей, боковые, первого типа в одностороннем и двустороннем исполнении”) получены при использовании ограждений с консолями предлагаемой конструкции. Изменение же вышеуказанных оптимальных соотношений либо приводило к разрушению ограждения при относительно малых энергиях ударов, либо к повышению жесткости ограждения и чрезмерной величине продольной нагрузки на транспорт.

Так, к ослаблению ограждения приводило увеличение угла α наклона элемента 8 консоли (и продольной балки), увеличение L=f₁(H) и l=f₂(H) с увеличением “вылета” элементов 12 и 13, уменьшение ширины В узких элементов и отсутствие продольных связей 5 (см. фиг.1 и 2). И, напротив, - уменьшение α, L, l, “вылета” горизонтальных элементов, увеличение В и числа продольных связей приводило к возрастанию жесткости ограждения с известными отрицательными последствиями.

Контрольные испытания барьерных ограждений, выбранных в качестве ближайшего аналога, показали, что они в 1,3...1,5 раза чаще выходили из строя, а величина продольной нагрузки при наезде была больше на 35...45%. Таким образом, опыты подтвердили приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущества перед известным объектом.

Технико-экономические исследования, выполненные в ЗАО “Южуралавтобан”, показали, что использование предлагаемого дорожного ограждения сокращает эксплуатационные расходы не менее чем на 20%.

Пример конкретного выполнения

Барьерное дорожное одностороннее ограждение имеет вид, показанный на фиг.1, а конструкция используемых консолей - на фиг.2.

В качестве стоек использован гнутый швеллер 120×80×6 мм (см. черт. 13 вышеупомянутых ТУ). Продольные балки - гнутые профили типа “Е”, а продольные связи (две) - профиль “Гурт” (см. там же).

Жесткие поперечные консоли выполнены со следующими размерами: Н=300 мм, α≈7,5°, L=1,52 Н=456 мм, l=1,38Н=414 мм, “вылет” элемента 12 ΔL=0,195Н≈89 мм, а элемента 13 Δl=0,205l≈89 мм, В=0,2Н=60 мм.

Изобретение относится к барьерным дорожным ограждениям мостов и путепроводов. Дорожное ограждение содержит стойки с закрепленными на них посредством поперечных консолей горизонтальными балками и отличается тем, что каждая консоль высотой Н выполнена с основной вертикальной стенкой, нормальной продольной оси ограждения, и с отверстиями для крепления к стойке, с вертикальным и наклонным узкими торцевыми элементами с крепежными отверстиями и с горизонтальными элементами разной длины, при этом вертикальный элемент служит для крепления продольных связей, а наклонный - для балки с углом наклона к вертикали 7...8 град., длина большего верхнего горизонтального элемента L=(1,50...1,54)H, длина меньшего нижнего l=(1,36...1,40)Н, а их “вылет” со стороны наклонного элемента равен, соответственно, 0,195L и 0,215l при ширине всех элементов 0,2Н. Технический результат - улучшение эксплуатационных характеристик ограждений за счет повышения их надежности при наезде автотранспорта. 2 ил.

Барьерное дорожное ограждение мостов и путепроводов, содержащее стойки с закрепленными на них посредством поперечных консолей горизонтальными балками, отличающееся тем, что каждая консоль высотой Н выполнена с основной вертикальной стенкой, нормальной продольной оси ограждения и с отверстиями для крепления к стойке, с вертикальным и наклонным узкими торцевыми элементами с крепежными отверстиями и с горизонтальными элементами разной длины, при этом вертикальный элемент служит для крепления продольных связей, а наклонный - для балки с углом наклона к вертикали 7-8°, длина большего верхнего горизонтального элемента L=(1,50-1,54)H, длина меньшего нижнего l=(1,36-1,40)Н, а их “вылет” со стороны наклонного элемента равен соответственно 0,195L и 0,215l при ширине всех элементов 0,2Н.