НАЧАЛЬНЫЙ УЧАСТОК ДОРОЖНОГО ОГРАЖДЕНИЯ Российский патент 2007 года по МПК E01F15/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к строительству автодорог и может быть использовано в виде ограждения безопасности барьерного типа с высокой степенью энергопоглощения, расположенного на обочине автодороги.

Уровень техники

Известно ограждение дороги, содержащее стойки, каждая из которых охвачена кольцевыми энергопоглощающими элементами, направляющие балки, соединенные с внешней поверхностью энергопоглощающих элементов с двух сторон с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, при этом энергополощающий элемент выполнен овальным, ориентирован поперек дороги большей осью и закреплен на стойке средней частью, направляющие балки установлены параллельно малым осям энергопоглощающих элементов и образованы из шарнирно соединенных между собой частей и соединены с энергопоглощающими элементами с возможностью продольного перемещения, при этом противолежащие направляющие балки соединены между собой гибкой связью (Авторское свидетельство №1677348, МПК E01F 15/00, 1989 (аналог)).

Известно ограждение дороги, содержащее установленные на обочине проезжей части стойки, каждая из которых охвачена энергопоглощающими элементами, внутренний диаметр которого больше диаметра стойки, и соединена с ним с выносом энергопоглощающего элемента в сторону проезжей части, направляющие элементы, соединенные с внешней поверхностью энергопоглощающих элементов с возможностью продольного перемещениями поворота в горизонтальной плоскости, направляющие элементы выполнены в виде брусьев, передний по направлению движения конец каждого из которых соединен с энергопоглощающим элементом со стороны проезжей части, а задний - со стороны обочины (авторское свидетельство №1539254, МПК E01F 15/00, 1988 (аналог)).

Известно дорожное ограждение, содержащее поддерживающую стойку, на которой закреплен посредством пальца с возможностью поворота относительно него промежуточный распорный элемент-держатель, связанный одним концом с ограждающей панелью, при этом указанный элемент-держатель выполнен коробчатой конструкции с вертикальной пластинчатой стенкой, имеющей участки конструктивного ослабления, один из которых расположен в зоне крепления элемента-держателя посредством пальца, а другой со стороны ограждающей панели (патент РФ №2093636, МПК E01F 15/00, 1997 (аналог)).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является начальный участок дорожного ограждения, содержащий ряд жестко закрепленных в полотне дороги стоек, установленную на стойках балку ограждения, на начальном конце которой размещен с обеспечением возможности перемещения вдоль балки под воздействием фронтального удара транспортного средства буфер, состоящий из жестко соединенных между собой головки и хвостовика, при этом головка выполнена в виде полого корпуса, образованного ударной плитой, основанием и верхней поверхностью, расходящимися от хвостовика, и двумя боковыми стенками, установленными под углом друг к другу с образованием постепенно суживающегося от хвостовика к ударной плите продольного сечения, между одной из боковых стенок и ударной плитой образована щель, через которую выведен за пределы этой боковой стенки изогнутый свободный конец другой боковой стенки с образованием устья выхода балки между боковыми стенками, хвостовик выполнен в виде жесткой объемной пространственной рамы, охватывающей балку ограждения, каждая из двух первых стоек со стороны головки буфера выполнена составной из шарнирно соединенных друг с другом основания и консольной части, установленной с обеспечением возможности опрокидывания под воздействием головки буфера при фронтальном ударе транспортного средства, при этом рама хвостовика установлена на консольной части первой стойки, к основанию которой прикреплен один из концов туго натянутого троса, второй конец которого закреплен на балке (рекламный проспект EURO - ЕТ, Trinity Industries, Inc., 2002 (прототип)).

Недостатком конструкции известного начального участка дорожного ограждения является то, что при загрязнении дорожного полотна, в том числе и при попадании снега между балкой ограждения и дорожным полотном, возникает опасность ненадежной работы этой конструкции ввиду того, что вышедшая из буфера во время удара балка ограждения может врезаться в дорожное полотно, например в снег на дорожном полотне, и будет создавать сопротивление, препятствующее продвижению буфера вдоль балки, что в свою очередь может привести к изменению траектории движения буфера, заклиниванию балки ограждения с потерей работоспособности устройства и катастрофическим повреждениям транспортного средства или его выброса на соседние полосы движения.

Сущность изобретения

При создании изобретения решалась задача повышения безопасности движения.

Технический результат - обеспечение возможности формирования спиралевидного движения вверх вышедшей из буфера во время удара балки ограждения.

Указанный технический результат достигается благодаря тому, что начальный участок дорожного ограждения, характеризующийся рядом жестко закрепленных в полотне дороги стоек, установленной на стойках балкой ограждения, на начальном конце которой размещен с обеспечением возможности перемещения вдоль балки под воздействием фронтального удара транспортного средства буфер, состоящий из жестко соединенных между собой головки и хвостовика, при этом головка выполнена в виде полого корпуса, образованного ударной плитой, основанием и верхней поверхностью, расходящимися от хвостовика, и двумя боковыми стенками, установленными под углом друг к другу с образованием постепенно суживающегося от хвостовика к ударной плите продольного сечения, между одной из боковых стенок и ударной плитой образована щель, через которую выведен за пределы этой боковой стенки изогнутый свободный конец другой боковой стенки с образованием устья выхода балки между боковыми стенками, при этом в изогнутом конце второй боковой стенки жестко закреплена криволинейная направляющая, установленная с обеспечением возможности уменьшения по отношению к радиусу изогнутого свободного конца второй задней стенки радиуса изгиба нижнего края выходящей из буфера во время удара балки ограждения.

Начальный участок дорожного ограждения, характеризующийся тем, что криволинейная направляющая размещена ниже продольной оси симметрии балки ограждения.

Начальный участок дорожного ограждения, характеризующийся тем, что ширина устья выхода балки выбрана равной не менее 0,35 высоты профиля балки ограждения.

Начальный участок дорожного ограждения, характеризующийся тем, что криволинейная направляющая выполнена в виде части кольца, вмонтированной в изогнутый конец второй боковой стенки так, что последний расположен относительно части кольца диагонально от примыкающего к нему со стороны устья угла части кольца к противоположному углу ее противоположной стороны.

Начальный участок дорожного ограждения, характеризующийся тем, что каждая из двух первых со стороны головки буфера стоек ограждения выполнена составной из шарнирно соединенных друг с другом основания и консольной части, установленной с обеспечением возможности опрокидывания под воздействием головки буфера при фронтальном ударе транспортного средства.

Начальный участок дорожного ограждения, характеризующийся тем, что хвостовик буфера выполнен в виде охватывающей балку ограждения жесткой объемной пространственной рамы, прикрепленной к консольной части первой стойки ограждения.

Начальный участок дорожного ограждения, характеризующийся тем, что он снабжен установленным с обеспечением возможности натяжения тросом, один из концов которого закреплен у основания первой стойки ограждения, а второй - на балке.

Начальный участок дорожного ограждения, характеризующийся тем, что второй конец троса закреплен на продольной оси симметрии балки.

Ведение в конструкцию заявленного начального участка дорожного ограждения криволинейной направляющей, которая своей формой и местом ее расположения позволила сместить нижний край вышедшей из буфера во время удара балки ограждения после выхода из устья так, что в дальнейшем обеспечивается беспрепятственное спиралевидное движение скрученной балки над поверхностью дорожного полотна и над дорожным ограждением, исключает заклинивание отработавшей балки как в самом устройстве, так и в почве, в снегу. В зависимости от величины радиуса выступающей части кольца перед изогнутым концом второй боковой стенки и высоты ее расположения относительного продольной оси симметрии балки ограждения можно подобрать угол наклона выхода балки применительно к соответствующему рельефу местности, по которой проходит полотно автодороги, в то время как конструкция известного начального участка дорожного ограждения не только не позволяет отвести вверх вышедшую из буфера во время удара балку, но и способствует тому, что балка ограждения под действием собственного веса стремится уйти к дорожному полотну.

Таким образом, сравнение свойств совокупности существенных признаков конструкций заявленного и известного начальных участков дорожного ограждения показало, что создание заявленной конструкции начального участка дорожного ограждения, позволяющей обеспечить возможность формирования спиралевидного движения вверх вышедшей из буфера во время удара балки ограждения, позволило решить проблему, стоящую перед специалистами в данной области на протяжении многих лет: отвести балку ограждения от автомобиля и окружающей обстановки так, чтобы она не представляла опасности другим участникам движения после аварии и обеспечивала большую безопасность движения на автодорогах.

Перечень фигур чертежей и иных материалов

Изобретение поясняется описанием конкретного примера его выполнения и прилагаемыми чертежами, где на:

фиг.1 изображен начальный участок дорожного ограждения, общий вид;

фиг.2 - узел А фиг.1 (крепления конца троса к основанию передней стойки);

фиг.3 - сечение Б-Б фиг.1 (буфер в разрезе, вид сверху);

фиг.4 - разрез В-В фиг.1 (элементы короба головки буфера);

фиг.5 - траектория движения балки ограждения под воздействием буфера во время фронтального удара;

фиг.6 - сечение Г -Г фиг.1 (крепление буфера к стойке и взаимное расположение буфера и балки ограждения);

фиг.7 - вид Д фиг.1 (крепление конца троса в балке ограждения, в разрезе).

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Начальный участок дорожного ограждения содержит ряд жестко закрепленных в полотне 1 дороги стоек 2, установленную на стойках 2 балку 3 ограждения, на начальном конце которой размещен с обеспечением возможности перемещения вдоль балки 3 ограждения под воздействием фронтального удара транспортного средства буфер 4 (фиг.1).

Стойки 2 могут быть изготовлены из металла, например, в виде швеллера или С-образного гнутого профиля. Каждая из, по крайней мере, двух, как это показано в нашем примере, первых со стороны головки буфера первой стойки 5 и второй стойки 6 дорожного ограждения выполнена составной из шарнирно соединенных друг с другом основания 7 и консольной 8 части, установленной с обеспечением возможности опрокидывания под воздействием головки 9 буфера при фронтальном ударе транспортного средства (фиг.2). Для этого каждое из оснований первой стойки 5 и второй стойки 6 имеет выступающую над полотном часть, к которой посредством, например, болтового соединения 10 прикреплена шарнирно консольная часть 8 соответствующей стойки 5 или 6. Со стороны основания 7 внизу консольной части 8 выполнена фаска, позволяющая консольной части 8 опрокинуться под воздействием головки 9 буфера. Стойки 5 и 6 соединены между собой угловой балкой 11, которая проложена вдоль дорожного полотна и над ним для обеспечения более жесткого их взаимного положения в грунте дорожного полотна, способствуя тем самым четкой работе шарнирного соединения на опрокидывание консольной части 8 без изгибания стоек 5 и 6.

Балка 3 ограждения изготовлена в соответствии с ГОСТом 26804-86 из металла, например из стального гнутого профиля, например волнообразного, с высотой профиля, например, 83 мм.

Буфер 4 состоит из жестко соединенных между собой головки 9 и хвостовика 12.

Головка 9 выполнена в виде полого корпуса, образованного ударной плитой 13, основанием 14, верхней поверхностью 15, боковыми стенками 16 и 17 (фиг.3).

Ударная плита 13 жестко соединена, например посредством сварки, с основанием 14, верхней поверхностью 15 и посредством L-образного ребра 18 жесткости со второй 17 боковой стенкой. С открытой стороны ударная плита 13 имеет отогнутые вертикальные борта 19.

Боковые стенки 16 и 17 установлены под углом друг к другу с образованием постепенно суживающегося от хвостовика 12 к ударной плите 13 продольного сечения с образованием устья 20 (фиг.4). Ширина устья 20 выхода балки может быть выбрана равной не менее 0,35 высоты профиля балки 3 ограждения.

Передняя боковая 16 стенка выполнена короче второй боковой 17 стенки и установлена так, что между первой 16 боковой стенкой и ударной плитой 13 образована щель 21. Через щель 21 за пределы первой 16 боковой стенки, т.е. этой боковой стенки, выведен изогнутый свободный конец 22 второй 17, т.е. другой, боковой стенки с образованием устья 20 для выхода балки 3 между боковыми стенками 16 и 17 под воздействием буфера 4 во время удара при наезде автомашины (на фиг. не показана) на ударную плиту 13.

В изогнутом конце 22 второй 17 боковой стенки, например, ниже продольной оси 23 симметрии балки 3 ограждения жестко, например посредством сварки, закреплена криволинейная направляющая 24.

Направляющая 24 установлена с обеспечением возможности уменьшения радиуса 25 изгиба нижнего края 26 вышедшей из буфера 4 во время удара балки 3 ограждения (фиг.5). Для этого криволинейная направляющая 24 может быть выполнена, например, в виде сегмента кольца 27, вмонтированного в изогнутый конец 22 второй 17 боковой стенки, для чего в изогнутом конце 22 может быть выполнена прорезь, в которую вставляют сегмент кольца 27, причем так, чтобы он не мешал выходу балки 3 из буфера 4 во время удара. Сегмент кольца 27 для обеспечения жесткости может одной из торцевых сторон упираться в L-образное ребро 18 жесткости, связывающее вторую 17 боковую стенку и ударную плиту 13, при этом изогнутый конец 22 расположен относительно сегмента кольца 27 диагонально от примыкающего к нему со стороны устья 20 угла сегмента кольца 27 к противоположному углу противоположной торцевой стороны 28 сегмента кольца 27(фиг.3).

Основание 14 и верхняя поверхность 15 имеют одинаковую конфигурацию, при этом они выполнены расходящимися от хвостовика относительно продольной оси 23 симметрии балки 3, т.е. основание 14 уходит вниз, а верхняя поверхность 15 - вверх, обеспечивая тем самым беспрепятственный выход из буфера балки 3, увеличенной по высоте в результате распрямления волн ее профиля при прохождении через устье 20 при срабатывании устройства под воздействием удара. После устья 20 и основание 14 и верхняя поверхность 15 имеют горизонтальные участки 29.

Между основанием 14 и верхней поверхностью 15 имеется перегородка 30, закрепленная на первой 16 боковой стенке параллельно ударной плите 13.

Между перегородкой 30 и первой 16 боковой стенкой на уровне продольной оси 23 симметрии балки жестко закреплено, например посредством сварки, ребро 31, выступающее за пределы изогнутого конца 22 второй 17 боковой стенки.

Хвостовик 12 буфера 4 выполнен в виде охватывающей балку 3 ограждения жесткой объемной пространственной рамы 32 (фиг.6). Рама 32 может быть изготовлена из соединенных между собой швеллеров 33. К раме 32 приварены ушки 34, посредством которых хвостовик 12 буфера устанавливают на консольной части 8 первой 5 стойки ограждения с помощью, например, болтового соединения.

На основании 7 первой 5 стойки ограждения посредством планки 35, прилегающей к выступающей над землей части основания 7 и поджатой к ней гайкой, например широко известным механизмом 36 винт-гайка, в винте которого традиционным образом, например обжимом, закреплен первый конец троса 37 (фиг.2).

Второй 38 конец троса 37 закреплен на балке 3 на продольной оси 23 ее симметрии. Для этого второй конец 38 троса 37 также традиционным способом закреплен, например, обжимом внутри винта 39 второго механизма 40 винт-гайка, при этом винт 39 размещен внутри стакана 41, в дне которого имеется отверстие для выхода наружу винта 39 с гайкой 42, упирающейся в дно стакана 41. На внешней поверхности стакана 41 имеется ряд зубчатых захватов 43, равномерно расположенных по длине стакана 41 на одинаковом расстоянии друг от друга.

В балке 3 ограждения по продольной оси 23 симметрии выполнен ряд отверстий 44, равномерно расположенных вдоль оси 23 на одинаковом расстоянии друг от друга, причем расстояние между отверстиями 44 равно расстоянию между крючковатыми захватами 43.

При установке буфера 4 крючковатые захваты 43 заводят в отверстия 44 балки 3 и посредством механизмов винт-гайка 36 и 40 трос 37 туго натягивают. Таким образом, можно сказать, что начальный участок дорожного ограждения снабжен установленным с обеспечением возможности натяжения тросом, один из концов которого закреплен у основания первой стойки ограждения, а второй - на балке, например, на продольной оси ее симметрии.

Устройство работает следующим образом.

При ударе во время наезда автомобиля на ударную плиту 13 буфера 4 одновременно срезаются болтовые соединения в ушках 34 в месте установки буфера 4 на консольной части 8 первой стойки 5. Под воздействием начавшего движение под действием удара буфера 4 консольная часть 8, вращаясь вокруг болта в месте соединения с основанием 7 стойки 5, опрокидывается. Буфер 4, двигаясь далее, надвигается на балку 3, которая в этот момент удерживается от смещения, изгиба и ухода натянутым тросом 37, что позволяет создать начальный участок развернутой балки 3, выходящей из устья 20. Ударом хвостовика 12 буфера 4 по торцу стакана 41 зубчатые захваты 43 выходят из зацепления с балкой 3, и канат 37 падает на землю. Буфер 4 может продолжать движение вдоль балки 3. Если энергия удара еще не полностью погашена, срезается вторая стойка 6 и крепление балки 3 к ней, обеспечивая продвижение буфера 4 вдоль балки. Профиль выходящей из устья 20 балки 3 сглаживается, при этом нижний край 26 балки 3 под действием криволинейной направляющей 24 имеет радиус изгиба меньший, чем радиус кривизны верхнего края балки 3, в результате чего формируется угол α наклона развернутой балки 3 так, что распрямленный участок балки 3, обходя препятствия, снег и т.п., формируется в спираль, поднимающуюся как над дорогой, так и над самим ограждением, не мешая продвижению под действием удара буфера 4 вдоль балки 3 ограждения.

Таким образом, при наезде автомобиля на ударную плиту 13 буфера 4 она воспринимает кинетическую энергию движения автомобиля и начинает движение вместе с ним. Одновременно с этим балка 3 ограждения, удерживаемая в начальный период удара тросом 37 от смещения, попадает в устье 20 буфера 4, распрямляется и, попадая на криволинейную направляющую 24, закручивается в спираль, уходя в обратную сторону от автомобиля. Буфер 4, совершая движение вдоль балки 3 ограждения, одновременно распрямляя и заворачивая ее в обратную сторону от автомобиля, гасит кинетическую энергию автомобиля и останавливает его. Опрокинутые в процессе движения буфера 4 стойки за счет шарнирного крепления падают под днище автомобиля по ходу его движения, а после ликвидации аварии повторно готовы к использованию.

Проведенные испытания показали, что перегрузки, которые испытывают пассажиры при столкновении, не превышают 7g, т.е. практически в два раза меньше по сравнению с допустимыми длительными перегрузками, величина которых установлена до 12 g, причем без деформации салона автомобиля.

Поглощенная таким образом энергия удара позволяет предотвратить опасные деформации салона автомобиля, т.е. заклинивание дверей или защемление частей тела смещением внутренних элементов конструкции автомобиля и таким образом сохранить жизнь водителю и пассажирам.

После ликвидации аварии отсоединяется использованный участок балки 3 и заменяется новым, заменяются погнутые профильные стойки 2. Буфер 4, основания 7 и консольные 8 части первых двух стоек 5 и 6, трос 37 и его крепления могут использоваться неоднократно.

Изобретение относится к строительству автодорог и может быть использовано в виде ограждения безопасности барьерного типа с высокой степенью энергопоглощения, расположенного на обочине автодороги. Технический результат - обеспечение возможности формирования спиралевидного движения вверх вышедшей из буфера во время удара балки ограждения. На начальном конце балки ограждения, установленной на стойках, размещен с обеспечением возможности перемещения вдоль балки под воздействием фронтального удара транспортного средства буфер. Головка буфера выполнена в виде полого корпуса, образованного ударной плитой, основанием и верхней поверхностью, расходящимися от хвостовика, и двумя боковыми стенками, установленными под углом друг к другу с образованием постепенно суживающегося от хвостовика к ударной плите продольного сечения. Между одной из боковых стенок и ударной плитой образована щель, через которую выведен за пределы этой боковой стенки изогнутый свободный конец боковой стенки с образованием устья выхода балки ограждения между боковыми стенками. В изогнутом конце второй боковой стенки жестко закреплена криволинейная направляющая, установленная с обеспечением возможности уменьшения по отношению к радиусу изогнутого свободного конца второй задней стенки радиуса изгиба нижнего края выходящей из буфера во время удара балки ограждения. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Начальный участок дорожного ограждения, характеризующийся рядом жестко закрепленных в полотне дороги стоек, установленной на стойках балкой ограждения, на начальном конце которой размещен с обеспечением возможности перемещения вдоль балки под воздействием фронтального удара транспортного средства буфер, состоящий из жестко соединенных между собой головки и хвостовика, при этом головка выполнена в виде полого корпуса, образованного ударной плитой, основанием и верхней поверхностью, расходящимися от хвостовика, и двумя боковыми стенками, установленными под углом друг к другу с образованием постепенно суживающегося от хвостовика к ударной плите продольного сечения, между одной из боковых стенок и ударной плитой образована щель, через которую выведен за пределы этой боковой стенки изогнутый свободный конец другой боковой стенки с образованием устья выхода балки ограждения между боковыми стенками, при этом в изогнутом конце второй боковой стенки жестко закреплена криволинейная направляющая, установленная с обеспечением возможности уменьшения по отношению к радиусу изогнутого свободного конца второй задней стенки радиуса изгиба нижнего края выходящей из буфера во время удара балки ограждения.2. Начальный участок дорожного ограждения по п.1, характеризующийся тем, что криволинейная направляющая выполнена в виде части кольца, вмонтированной в изогнутый конец второй боковой стенки так, что последний расположен относительно части кольца у диагонально от примыкающего к нему со стороны устья угла части кольца к противоположному углу ее противоположной стороны.3. Начальный участок дорожного ограждения по п.1, характеризующийся тем, что криволинейная направляющая размещена ниже продольной оси симметрии балки ограждения.4. Начальный участок дорожного ограждения по п.1, характеризующийся тем, что ширина устья выхода балки выбрана равной не менее 0,35 высоты профиля балки ограждения.5. Начальный участок дорожного ограждения по п.1, характеризующийся тем, что каждая из по крайней мере двух первых со стороны головки буфера стоек ограждения выполнена составной из шарнирно соединенных друг с другом основания и установленной с обеспечением возможности опрокидывания под воздействием буфера при фронтальном ударе транспортного средства консольной части.6. Начальный участок дорожного ограждения по п.1, характеризующийся тем, что хвостовик буфера выполнен в виде охватывающей балку ограждения жесткой объемной пространственной рамы и установлен на консольной части первой стойки.7. Начальный участок дорожного ограждения по п.1, характеризующийся тем, что он снабжен установленным с обеспечением возможности натяжения тросом, один из концов которого закреплен у основания первой стойки ограждения, а второй - на балке.8. Начальный участок дорожного ограждения по п.7, характеризующийся тем, что второй конец троса закреплен на продольной оси симметрии балки.