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 автобанов.

Такими ограждениями оснащаются все современные автомагистрали, что повышает безопасность движения даже при высоких скоростях транспорта. Барьерные ограждения бывают двух видов: односторонние, с креплением амортизирующих элементов (продольных балок) на одной стороне вертикальной стойки, и двусторонние, с креплением (обычно-симметричным относительно стойки) двух и более балок.

Основные требования, предъявляемые к дорожным ограждениям: предотвращение тяжелого травмирования водителей и пассажиров автомобилей и максимальное сохранение работоспособности (т.е. надежности) ограждения после наезда на него транспортного средства. С этой целью барьерные ограждения оснащаются относительно сложными элементами (балками, стойками и консолями) и узлами соединения этих элементов между собой.

Вертикальные стойки барьерных ограждений укрепляются на полотне дороги (моста, путепровода), а консоли и продольные (горизонтальные) балки крепятся к стойкам болтами.

Известно дорожное барьерное ограждение, содержащее вертикальные полые стойки переменного сечения вдоль вертикали, на которых в три яруса закреплены горизонтальные балки (FR, №2698643, МПК Е 01 F 15/00, 1994 г.). Однако такое ограждение может использоваться только как одностороннее.

Наиболее близким к заявляемому объкту является барьерное ограждение группы 11ДД по ГОСТ 26804 “Ограждения дорожные металлические барьерного типа”, с.7, черт. 8.

Это ограждение содержит стойки с закрепленными на них посредством консолей-распорок двумя рядами продольных балок и характеризуется тем, что консоль крепится к стойке с помощью вертикального плоского элемента, а балки крепятся к консоли болтами.

Недостатком такой конструкции ограждения является относительно невысокая его надежность, что ухудшает эксплуатационные характеристики ограждения.

Действительно, во-первых, крепление балок к консоли-распорке через промежуточные скобы уменьшает жесткость узла стойки (не считая увеличения расхода металла на ограждение); во-вторых, крепление указанной консоли к стойке одним болтом и с помощью приваренного к ней элемента не является достаточно надежным, что и подтвердили опытные испытания (см. ниже) на полигоне.

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

Для решения указанной задачи у барьерного дорожного ограждения, содержащего стойки с закрепленными на них посредством консолей-распорок двумя рядами продольных балок, консоль высотой Н выполнена с вертикальной стенкой, нормальной продольной оси ограждения, и с расположенными посередине ее длины отверстиями для крепления к стойке, с двумя горизонтальными элементами разной длины и с двумя наклонными, каждый под углом 7,5...8,5 град к вертикали, торцевыми элементами, симметричными относительно вертикальной осевой линии стойки и с отверстиями для крепления балок, при этом длина верхнего горизонтального элемента L=(2,43...2,46)Н, нижнего - l=(2,14...2,18)Н при ширине всех элементов В=(0,195...0,205)Н, а суммарный “вылет” горизонтальных элементов равен, соответственно, 0,204L и 0,23 l.

Приведенные соотношения получены в результате обработки опытных данных и являются эмпирическими.

Предлагаемое барьерное дорожное ограждение схематично показано на фиг.1, а на фиг.2 - конструкция консоли-распорки этого ограждения.

Ограждение (фиг.1) содержит вертикальные стойки 1 (их рекомендуется устанавливать на промежуточной опорной детали 2), укрепленные на полотне дороги (моста, путепровода), к которым болтами крепятся консоли-распорки 3, а к ним, в свою очередь, продольные балки 4 - с каждой стороны стоек и симметрично их вертикальной оси.

Консоль-распорка (фиг.2) высотой Н выполнена цельноштампованной и содержит вертикальную стенку, на которой имеются отверстия 6, расположенные симметрично оси γγ консоли (эта ось совпадает с вертикальной осью стойки), для крепления к стойке. Два горизонтальных узких элемента 7 и 8 имеют разную длину: верхний - L=(2,43...2,46)H, нижний - l=(2,14...2,18)Н. Два торцевых элемента 9 консоли наклонены под равными углами α=7,5...8,5 град к вертикали и также симметричны оси γγ. Суммарная величина “вылета” верхнего элемента 7 относительно наклонных элементов 9-2ΔL=0,204L, нижнего элемента 8-2Δl=0,23 l. При таком “вылете” элементов они контактируют с горизонтальными полками балок. Ширина каждого из элементов 7, 8 и 9 - В=(0,195...0,205)Н.

На наклонных торцевых элементах 9 выполнены отверстия 10 для крепления к ним продольных балок 4, т.е. эти балки наклонены к вертикали и в сторону дороги под углом α, что способствует увеличению времени “гашения” энергии удара (при наезде автотранспорта на ограждение) и уменьшению продольной нагрузки на автомобиль.

При наезде на ограждение автомобиль вначале касается верхнего края балки, вызывая ее частичную деформацию, а также консоли с возможным отклонением стойки от вертикали, или даже с отрывом стойки от опорной детали. В результате этого происходит относительно плавное снижение энергии удара с сохранением работоспособности ограждения.

Натурные испытания предлагаемого барьерного ограждения были проведены на Центральном автополигоне (НИЦИАМТ) в г. Дмитрове. С этой целью варьировали параметры консоли-распорки с фиксированием деформации отдельных элементов ограждения и величины энергии удара автомобиля, при которых сохранялась работоспособность (т.е. возможность удерживания на трассе после наезда последующих автомобилей) ограждения.

Наилучшие результаты (в частности - с соблюдением норм уровня удерживающей способности согласно табл. 14 ТУ 5216-067-36910961-97 “Ограждения дорожные, удерживающие для автомобилей, боковые, первого типа в одностороннем и двустороннем исполнении”) получены для барьерных ограждений, в которых использовались консоли-распорки вышеописанной конструкции с заявляемыми параметрами, отклонения от которых ухудшали результаты испытаний.

Так, недопустимые деформации и даже разрушения ограждений наблюдались при увеличении угла α, увеличении длин L и l горизонтальных элементов консоли (с увеличением их “вылета”), при уменьшении ширины В элементов. Возрастание же жесткости ограждения (и увеличение продольной нагрузки на автомобиль при его наезде) наблюдалось при уменьшении величин α, L, l, “вылета” горизонтальных элементов и увеличении В.

Были проведены также сравнительные испытания известного ограждения (см. выше), взятого в качестве ближайшего аналога. При этом такое ограждение теряло свою работоспособность при количестве наездов на них, которое было меньше аналогичного показателя заявляемого барьерного ограждения на 18...35%, причем один из основных показателей эффективности ограждения - величина продольной нагрузки, был выше (у известного ограждения), в среднем, на 30%.

Таким образом, опыты подтвердили приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущества перед известным объектом.

По данным экономических исследований, проведенных в ЗАО “Южуралавтобан”, использование предлагаемого дорожного ограждения позволит сократить эксплуатационные расходы ориентировочно на 15%.

Пример конкретного выполнения

Барьерное двустороннее дорожное ограждение имеет вид, как на фиг.1, а конструкция его консолей-распорок - на фиг.2.

Стойки выполнены из швеллера 120·80·6 мм (см. черт. 13 вышеупомянутых ТУ). Продольные балки - из холодногнутых профилей типа “Е” (см. там же).

Консоли-распорки имеют размеры, мм: Н=300, L=2,45H=735, l=2,16Н=648, В=0,2Н=60; “вылет” верхнего горизонтального элемента - 2ΔL=0,205L≅150, нижнего - 2Δl=0,23 l≅149 мм.

Угол наклона балок α≅8°.

Изобретение относится к барьерным дорожным ограждениям мостов и путепроводов автомагистралей. Предлагаемое барьерное ограждение содержит стойки с закрепленными на них посредством консолей-распорок двумя рядами продольных балок и отличается тем, что консоль высотой Н выполнена с вертикальной стенкой, нормальной продольной оси ограждения, и с расположенными посередине ее длины отверстиями для крепления к стойке, с двумя горизонтальными элементами разной длины и с двумя наклонными, каждый под углом 7,5...8,5 град к вертикали, торцевыми элементами, симметричными относительно вертикальной осевой линии стойки и с отверстиями для крепления балок, при этом длина верхнего горизонтального элемента L=(2,44...2,46)Н, нижнего - l=(2,15...2,17)H при ширине всех элементов В=(0,195...0,205)Н, а суммарный “вылет” горизонтальных элементов относительно наклонных равен, соответственно, 0,204L и 0,230 l. Технический результат - улучшение эксплуатационных характеристик ограждений за счет повышения их надежности. 2 ил.

Барьерное дорожное ограждение автомагистралей, содержащее стойки с закрепленными на них посредством консолей-распорок двумя рядами продольных балок, отличающееся тем, что консоль высотой H выполнена с вертикальной стенкой, нормальной продольной оси ограждения, и с расположенными посередине ее длины отверстиями для крепления к стойке, с двумя горизонтальными элементами разной длины и с двумя наклонными, каждый под углом 7,5-8,5° к вертикали, торцевыми элементами, симметричными относительно вертикальной осевой линии стойки, и с отверстиями для крепления балок, при этом длина верхнего горизонтального элемента L=(2,43÷2,46)H, нижнего l=(2,14÷2,18)H при ширине всех элементов В=(0,195÷0,205)Н, а суммарный “вылет” горизонтальных элементов относительно наклонных равен соответственно 0,204L и 0,230 l.