ДОРОЖНОЕ ОГРАЖДЕНИЕ Российский патент 2007 года по МПК E01F15/04 E01F15/14 

Изобретение относится к средствам пассивной безопасности движения на автомагистралях, а именно к сооружению на опасных участках дорог останавливающих ограждений.

Останавливающие ограждения предназначены для противодействия лобовому наезду автомобилей. Их устанавливают перед массивными предметами: опорами мостов и путепроводов, подпорными стенками путепроводов и др., - а также перед конечными элементами направляющих ограждений.

Известны останавливающие ограждения, выполненные в виде металлических или пластиковых емкостей, заполненных незамерзающей жидкостью или песком, и объединенных в блоки определенной конфигурации (ТУ 5217-052-040011232-99).

Недостатком такого ограждения являются большие габариты, значительный отскок автомобиля при столкновении, а также полное разрушение ограждения при столкновении.

Известно останавливающее ограждение, выполненное в виде упругой опорной части и жестко соединенной с ней демпфирующей части, состоящей из совокупности стальных пластин, разделенных одинаковыми промежутками (патент US 6840706 В1 от 11.01.2005).

Недостатком такого ограждения является недостаточное поглощение энергии движения автомобиля.

Известно также останавливающее ограждение, выполненное в виде неподвижной стены, подвижного блока из 6 телескопически соединенных между собой отсеков, внутри которых помещено "рабочее тело" в виде специальных пластиковых контейнеров с алюминиевой гармошкой, залитой строительной пеной. Отсеки установлены на массивном металлическом рельсе, прикрепленном к асфальту установочными винтами. При ударе отсеки складываются один в другой, пластиковые контейнеры амортизируют удар ("ИЗВЕСТИЯ.РУ Столица. "На третьем кольце установят антиаварийные барьеры". - http://www.izvestia.ru/capital2/article 702308).

Недостатками такого ограждения являются очень высокая стоимость изделия, низкие показатели демпфирования рабочего тела при низких температурах и сильное старение в условиях больших перепадов температур.

Известно останавливающее ограждение, состоящее из массивного неподвижного блока в виде толстостенной вертикально установленной плиты, телескопического соединения и горизонтально расположенных контейнеров с демпфирующим "рабочим телом", которое является наиболее близким аналогом к заявленному изобретению (US 6536986 B1, E 01 F 15/00, 25.03.2003).

Данное изобретение устраняет недостатки аналогов и прототипа.

Техническим результатом данного изобретения является снижение стоимости останавливающего ограждения, повышение демпфирующих свойств рабочего тела при низких температурах и малое старение в условиях больших перепадов температур.

Технический результат достигается тем, что останавливающее ограждение состоит из массивного неподвижного блока в виде толстостенной вертикально установленной плиты, подвижного блока, свободно перемещающегося по горизонтальной направляющей, укрепленной на асфальте с помощью установочных винтов, телескопического соединения и контейнеров с демпфирующим "рабочим телом", согласно изобретению неподвижный блок выполнен в виде толстостенной стальной плиты с отверстиями, которую устанавливают вертикально; в отверстия плиты вставлены и приварены контейнеры с демпфирующим "рабочим телом", выполненные в виде горизонтально расположенных цилиндров с массивной задней стенкой, причем контейнеры закреплены в неподвижном блоке таким образом, что 1/3 их длины выступает над поверхностью плиты неподвижного блока в сторону подвижного блока; подвижный блок выполнен в виде массивной тележки, на которой укреплены 5 параллельно расположенных поршневых штоков, поршни которых помещены внутрь соответствующих цилиндрических контейнеров, а со стороны, воспринимающей удар, на поверхности вертикального листа тележки закреплена пружина; каждый шток состоит из 3-х телескопически соединенных колен; внутри контейнеров размещено "рабочее тело", выполненное из пеноалюминия с плотностью от 0,45 до 0,55 г/см³.

На лицевой стороне неподвижного блока (вертикальной стальной пластине) закреплен амортизатор в виде слоя нетканого материала и пружины.

Горизонтальные направляющие, выполненные в виде 2-х параллельно расположенных стальных прямоугольных профилей П-образного сечения, в поперечном направлении соединены жесткими металлическими пластинами с отверстиями для установочного закрепления.

Длина цилиндрических контейнеров с демпфирующим "рабочим телом" составляет до 0,9 до 1,1 м.

Толщина нетканого полиэфирного материала передней стенки тележки и блока составляет от 4,5 до 5 мм, а поверхностная плотность материала лежит в пределах 400-450 г/м².

Сверху изделие закрыто складывающимся защитным кожухом типа "гармошки".

Сущность изобретения поясняется на фиг.1 и 2.

На фиг.1 представлен чертеж останавливающего ограждения, где: 1 - неподвижный блок в виде стальной плиты с отверстиями, в которые вмонтированы цилиндрические контейнеры, 2 - подвижный блок, 3 - станина с горизонтальными направляющими, 4 - установочные отверстия, 5 - телескопическая поршневая группа, 6 - контейнеры с демпфирующим "рабочим телом".

На фиг.2 представлен подвижный блок, где 7 - массивная тележка, 8 - поршневые штоки, 9 - поршни, 10 - пружина.

Останавливающее ограждение работает следующим образом.

При наезде автомобиля на подвижный блок (тележку) останавливающего ограждения происходит передача части кинетической энергии автомобиля тележке, в результате чего тележка начинает двигаться по направляющим в сторону неподвижного блока. Расположенные на фасадной стороне пружина и нетканый материал амортизируют силу соударения и снижают величину силы противодействия, т.е. уменьшают величину отдачи. Одновременно с движением тележки происходит перемещение поршня, который соединен с тележкой посредством штока, в цилиндре контейнера в сторону неподвижного блока. Расстояние между подвижным и неподвижным блоками начинает сокращаться. Поршень упирается в "рабочее тело" и оказывает на него механическое давление. В результате начинают одновременно работать два механизма: 1 - шток начинает складываться, телескопически соединенные колена входят одно в другое; 2 - под давлением поршня "рабочее тело" начинает сжиматься и постепенно разрушаться. Оба эти механизма поглощают энергию автомобиля и постепенно снижают его скорость. Когда поршень перемещается до конца пространства в контейнере, заполненного разрушенным "рабочим телом", автомобиль упирается в амортизатор, состоящий из пружины и нетканого материала; амортизатор прикреплен к передней стенке неподвижного блока. Благодаря потерям на трение в телескопическом соединении и потерям энергии на разрушение "рабочего тела" удается снизить скорость автомобиля и избежать отскока.

Углы работы ограждения составляют 90°±30°. Для расширения устанавливают несколько ограждений под углом друг к другу.

Экспериментально получены оптимальные соотношения размеров останавливающего ограждения и составляющих элементов для безаварийной остановки автомобиля типа "Волга", движущегося со скорость 60 км/час, движущегося на ограждение под углом 90° к плоскости неподвижного блока.

Эти параметры таковы:

Неподвижный блок: масса - 186 кг,

ширина - 0,5 м,

высота - 0,65 м.

Подвижная тележка: масса - 85 кг,

ширина - 0,5 м,

высота - 0,585 м,

длина - 0,4 м.

Контейнер для "рабочего тела": число - 5 шт.

длина - 1 м

поперечное сечение центрального цилиндра - 100×100 мм

поперечное сечение боковых цилиндров - 80×80 мм

толщина стенок цилиндра - 5 мм

поршневые штоки: число штоков - 5 шт.

длина штока с поршнем 3,25 м

поперечное сечение поршня 88×88 мм

толщина штока - 45-50 мм

При отклонении элементов от указанных размеров происходит рассогласование совокупности действующих механизмов поглощения энергии и величина, останавливающее воздействие, уменьшается.

Изобретение относится к средствам пассивной безопасности движения на автомагистралях, а именно к сооружению на опасных участках дорог останавливающих ограждений. Останавливающее ограждение состоит из массивного неподвижного блока в виде толстостенной вертикально установленной плиты, телескопического соединения и горизонтально расположенных контейнеров с демпфирующим "рабочим телом". Оно снабжено подвижным блоком, свободно перемещающимся по горизонтальной направляющей, укрепленной на асфальте с помощью установочных винтов. Плита неподвижного блока выполнена с отверстиями, в которые вставлены и приварены контейнеры в виде цилиндров с массивной задней стенкой и с демпфирующим "рабочим телом" из пеноалюминия с плотностью от 0,45 до 0,55 г/см³. Контейнеры закреплены в неподвижном блоке таким образом, что 1/3 их длины выступает над поверхностью плиты неподвижного блока в сторону подвижного блока, выполненного в виде массивной тележки, на которой укреплены 5 параллельно расположенных поршневых штоков, поршни которых помещены внутрь соответствующих цилиндров. Каждый шток выполнен состоящим из 3-х телескопически соединенных колен, причем с фасадной стороны (со стороны, обращенной к дороге) на поверхности тележки закреплен амортизатор в виде слоя нетканого материала и пружины. Технический результат состоит в снижении стоимости останавливающего ограждения, повышении демпфирующих свойств рабочего тела при низких температурах и малом старении в условиях больших перепадов температур. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Останавливающее ограждение, состоящее из массивного неподвижного блока в виде толстостенной вертикально установленной плиты, телескопического соединения и горизонтально расположенных контейнеров с демпфирующим "рабочим телом", отличающееся тем, что оно снабжено подвижным блоком, свободно перемещающимся по горизонтальной направляющей, укрепленной на асфальте с помощью установочных винтов, а плита неподвижного блока выполнена с отверстиями, в которые вставлены и приварены контейнеры в виде цилиндров с массивной задней стенкой и с демпфирующим "рабочим телом" из пеноалюминия с плотностью от 0,45 до 0,55 г/см³, причем контейнеры закреплены в неподвижном блоке таким образом, что 1/3 их длины выступает над поверхностью плиты неподвижного блока в сторону подвижного блока, выполненного в виде массивной тележки, на которой укреплены 5 параллельно расположенных поршневых штоков, поршни которых помещены внутрь соответствующих цилиндров, а каждый шток выполнен состоящим из 3 телескопически соединенных колен, причем с фасадной стороны (со стороны, обращенной к дороге) на поверхности тележки закреплен амортизатор в виде слоя нетканого материала и пружины.2. Останавливающее ограждение по п.1, отличающееся тем, что на лицевой стороне неподвижного блока закреплен слой нетканого материала.3. Останавливающее ограждение по п.1, отличающееся тем, что горизонтальные направляющие выполнены в виде 2 параллельно расположенных стальных прямоугольных профилей П-образного сечения.4. Останавливающее ограждение по п.1, отличающееся тем, что цилиндры контейнеров с демпфирующим "рабочим телом" выполнены длиной от 0,9 до 1,1 м.5. Останавливающее ограждение по п.1, отличающееся тем, что толщина нетканого полиэфирного материала передней стенки тележки и блока составляет от 4,5 до 5 мм, а поверхностная плотность материала лежит в пределах 400-450 г/м².6. Останавливающее ограждение по п.1, отличающееся тем, что оно закрыто складывающимся защитным кожухом типа гармошки.