ДОРОЖНОЕ ЗАЩИТНОЕ ОГРАЖДЕНИЕ Российский патент 2013 года по МПК E01F15/00 

Предлагаемое изобретение относится к дорожному строительству и может найти применение для оснащения дорожных ограждений опасных участков магистралей, а также защиты опор путепроводов, линий электропередач и других строений, расположенных в непосредственной близости с дорожным полотном.

Известны многочисленные типы защитных ограждений, включающих (см. [1, 2, 3 и др.]) опоры с закрепленными на них (непосредственно или через узлы крепления) продольными ограничительными элементами, выполненными из гофрированных металлических профилей или тросов, главной задачей которых является препятствование движению транспортных средств в запрещенных (или опасных) направлениях, а также поглощение энергии удара при столкновении транспортного средства с дорожным ограждением. Поглощение энергии удара происходит за счет деформирования ограничительных элементов, узлов их крепления и элементов транспортного средства, а также за счет трения, возникающего между элементами транспортного средства и дорожным ограждением. Указанные конструкции не обладают высокой прочностью и высокой энергоемкостью, в связи с чем, при столкновении транспортного средства с дорожным ограждением, перегрузки, воздействующие на людей и грузы, могут превысить допустимые, а транспортному средству может быть нанесен значительный ущерб.

Наиболее близким - по совокупности признаков - аналогом является конструкция защитного ограждения барьерного типа [2], которая включает опоры, расположенные на определенном расстоянии друг от друга, и присоединенные к ним, через С-образные энергопоглощающие элементы, продольные металлические гофрированные профили с округленными вершинами гофров, секции которых соединены между собой, расположены горизонтально и покрыты защитной краской, а также присоединенные к ним полого изогнутые начальный и концевой участки и световозвращающие элементы.

К числу недостатков прототипа необходимо отнести следующие: конструкция данного ограждения не обладает высокой энергопоглощающей и, соответственно, удерживающей способностью, при этом разобщенные изогнутые начальный и концевой участки ограждения, выполненные из гофрированных листов, обладают очень низкой энергопоглощающей способностью.

Задача, на решение которой направлена предлагаемая конструкция, заключается в повышении эффективности защиты, обусловленном тем, что обеспечено значительное повышение прочности и энергопоглощающей (и, соответственно, удерживающей) способности секций дорожного ограждения, а также и его начального и концевого участков.

Достигаемый технический результат заключается в том, что обеспечено повышение прочности и энергопоглощающей способности каждого горизонтального продольного элемента секции ограждения, обеспечено повышение прочности и энергопоглощающей способности начального и конечного участков ограждения, продольные элементы которых соединены между собой перемычками, включающими вертикальный концевой элемент, при этом конструкция узлов крепления горизонтальных продольных элементов к опорам ограждения также обеспечивает возможность поглощения энергии при деформировании.

Указанные выше технические результаты достигаются тем, что дорожное защитное ограждение, включающее равномерно расположенные опоры и присоединенные к ним с помощью резьбовых соединений горизонтальные секции продольных, выпуклых наружу и частично округленных металлических защитных элементов, покрытых защитной краской, снабженные присоединенными к ним световозвращающими элементами и начальным и концевым защитными элементами, полого изогнутыми в сторону от дороги, выполнено следующим образом: секции продольных защитных элементов выполнены в виде труб, соединенных друг с другом через внутренние муфты, которые выполнены с центральным выступом, наружная кромка которого расположена заподлицо с наружным диаметром труб, и присоединены к концевым участкам продольных труб с помощью вертикальных резьбовых соединений, пропущенных через соосные отверстия, выполненные в трубах и муфтах, при этом продольные трубы защитного дорожного ограждения снабжены каждая присоединенными к ним посредством сварочных швов узлами крепления к опорам, внутренняя полость каждой трубы, ограниченная внутренними, снабженными отбортовками заглушками, одна из которых выполнена с центральным отверстием, расположенными в концевых ее участках, заполнена отвержденным пеноматериалом, начальный и концевой защитные элементы ограждения также выполнены из труб в виде С-образных перемычек, попарно соединяющих между собой соседние продольные трубы ограждения, и присоединены к ним через внутренние муфты и вертикальные резьбовые соединения, причем горизонтальные участки С-образных перемычек выполнены полого изогнутыми; при этом каждый узел крепления продольной трубы к опоре ограждения выполнен за одно целое из металлической полосы и включает изогнутый центральный участок, прилегающий к тыльной поверхности продольной трубы ограждения, по горизонтальным границам которого расположены сварочные швы, а прилегающие к нему участки отогнуты к опоре ограждения и выполнены в виде пластинчатых пружин и прилегающих к ним плоских оснований с отверстиями для крепления, которые отогнуты параллельно опоре ограждения, причем пластинчатые пружины могут быть выполнены полого изогнутыми; кроме этого, начальный и концевой защитные элементы ограждения могут быть выполнены за из труб в виде Е-образных перемычек, соединяющих все продольные трубы секций ограждения, причем горизонтальные участки Е-образных перемычек выполнены полого изогнутыми, а внутренние полости начальных и концевых трубчатых элементов в виде С-образных и Е-образных перемычек снабжены расположенными в концевых участках внутренними заглушками, одна из которых выполнена с центральным отверстием, и заполнены отвержденным пеноматериалом.

Сущность данной конструкции защитного ограждения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен вид спереди на участок конструкции защитного ограждения; на фиг.2 представлен вид спереди на участок защитного ограждения, но в другом конструктивном исполнении; на фиг.3 показаны увеличенные изображения: разрез (вид сбоку) одного продольного трубчатого элемента данного ограждения с присоединенными к нему вспомогательными приспособлениями для заполнения его внутренней полости жидким пеноматериалом - (вид - а) и разрез (вид сверху) данного трубчатого элемента, который уже заполнен отвержденным пеноматериалом, с присоединенным к нему через муфту начальным или конечным участком ограждения - (вид - б); на фиг.4 представлено увеличенное изображение - поперечное сечение трубчатого элемента ограждения по месту его соединения с соединительной муфтой; на фиг.5 показаны (увеличенные изображения) два варианта выполнения узла крепления, с помощью которого выполняется присоединение каждого продольного трубчатого элемента секции ограждения к опорам ограждения - вид сбоку.

Данная конструкция дорожного защитного ограждения (см. фиг.1, 2) может быть изготовлена в двух вариантах, каждый из которых включает присоединенные к опорам продольные секции ограждения, выполненные из определенного количества (двух, трех, четырех или пяти рядов) продольных горизонтальных трубчатых элементов, присоединенных к опорам через узлы крепления, а также присоединенные к ним соответствующие элементы, а именно внутренние муфты, соединяющие секции труб друг с другом, и начальный и концевой участки ограждения, выполненные в виде С-образных или Е-образных трубчатых перемычек, включающих крайние вертикальные трубчатые участки.

Дорожное защитное ограждение включает (см. фиг.1, 2, 5) опоры 1, расположенные на заданном расстоянии друг от друга. К данным опорам 1, которые выполнены, как и у аналогов, в виде швеллера, присоединены через узлы крепления горизонтальные продольные трубы 2, снабженные соосными отверстиями 3, расположенные в концевых участках труб. В составе данного защитного ограждения секции горизонтальных труб 2 соединены друг с другом через соединительные муфты 4, снабженные каждая центральным выступом, наружная кромка которого расположена заподлицо с наружным диаметром трубы 2, и снабженные отверстиями 5, которые расположены соосно отверстиям 3, выполненных в трубах 2. Сквозь указанные соосные отверстия 3 и 5 пропущены вертикальные резьбовые соединения 6, соединяющие указанные трубы 2 и муфты 4 ограждения между собой (см. фиг.1, 2, 4). Каждый трубчатый элемент 2 ограждения, имеющий заданную определенную длину, снабжен внутренними, выполненными с отбортовками, заглушкой 7 и заглушкой 8, выполненной с центральным отверстием (см. фиг.3-а, 3-б), причем обе заглушки 7 и 8 расположены в концевых участках каждого трубчатого элемента 2. Внутренняя полость каждого трубчатого элемента 2 заполнена жидким и отверждающимся впоследствии - после заполнения - пеноматериалом 9, например, пеноэпоксидом 9, который, после отверждения, скрепляется с внутренней поверхностью трубы 2 и внутренними заглушками 7 и 8 (см. фиг.3-б), выполненными с отбортовками.

Каждая продольная труба 2 секции защитного ограждения присоединена к опорам 1 с помощью узлов крепления 10, присоединенных к ней по месту (см. фиг.1, 2 и фиг.5). Каждый узел крепления 10 выполнен за одно целое из металлической полосы и включает основания узла крепления 11, выполненные в виде горизонтальных пластин 11, выполненных с отверстиями для присоединения к опорам 1 ограждения. К данным основаниям 11 узла крепления 10 прилегают пластины 12, которые могут быть плоскими, а также, в частности, могут быть выполнены и полого изогнутыми (см. фиг.5, вид - а и вид - б), а между ними расположен центральный участок 13 узла крепления 10, который выполнен изогнутым и прилегает к тыльной поверхности продольной трубы 2 ограждения, и присоединен к ней с помощью двух сварных швов 14; присоединение узлов крепления 10 к опорам ограждения 1 выполняется с помощью резьбовых соединений 15 (см. фиг.5, вид - а, вид - б), присоединяемых при монтаже ограждения.

В зависимости от количества горизонтальных продольных труб 2 по высоте ограждения в составе защитного ограждения могут быть применены С-образные начальный и конечный участки ограждения 16 в виде перемычек, попарно соединяющие (см. фиг.2 и фиг.3, вид - б) между собой две соседние горизонтальные продольные трубы 2, либо могут быть применены Е-образные участки 17 в виде перемычек, соединяющие между собой (см. фиг.1 и фиг.3 вид - б) все три продольные трубы 2 ограждения, при этом горизонтальные участки обоих видов перемычек 16 и 17 выполнены изогнутыми; соединение перемычек 16 и 17 с горизонтальными трубами 2 также выполняется (см. фиг.1, 2, 3, вид - б и фиг.4) через соединительные муфты 4 и вертикальные резьбовые соединения 6, причем внутренние полости начальных и конечных участков 16 и 17 в виде перемычек могут быть снабжены внутренними заглушками, выполненными с отбортовками: заглушкой 7 и заглушкой 8 с центральным отверстием (см. фиг.3, вид - а и вид - б), и заполнены отвержденным пеноматериалом 9. При этом в полном соответствии с конструкцией прототипа [2] и аналогов, данное защитное ограждение снабжено световозвращающими элементами 18, которые (см. фиг.4) могут быть присоединены к продольным трубам 2 или к опорам 1 ограждения.

Изготовление опор 1 в виде швеллера, соединительных муфт 4 с центральным выступом и отверстиями 5 и присоединительных элементов - узлов крепления 10 выполняется обычными известными методами. Изготовление продольных трубчатых элементов 2 заданной длины, конечных и начальных элементов ограждения 16 и 17 двух видов также выполняется обычными известными методами, при этом в них выполняются отверстия 3, которые сосны отверстиям 5 в муфтах 4; затем с помощью сварочных швов 14 к трубчатым элементам 2 присоединяются по месту узлы крепления 10. После этого в концевые участки продольных труб 2, начальных и концевых элементов 16 и 17 вставляются снабженные отбортовками заглушки 7 и заглушки 8, последние из которых выполнены с центральным отверстием. Далее в каждый трубчатый элемент 2, а также элементы 16 и 17 с двух сторон вставляются вспомогательные приспособления (см. фиг.3-а): слева со стороны заглушки 7 вставляют приспособление, подвигающее при этом заглушку 7 на заданное место, и включающее сплошное днище 19, прилегающее к заглушке 7 и соединенное стержнями 23 с крышкой 21, снабженной наружной отбортовкой и отверстиями, соосными отверстиям трубы 3; при этом отбортовка крышки 21 одевается на конец трубы 2, а затем указанное вспомогательное приспособления фиксируется относительно трубчатого элемента 2 с помощью штифтов 24, герметизируя, тем самым, данный конечный участок трубчатого элемента 2. Далее (см. фиг.3-а) справа со стороны заглушки 8 вставляют второе вспомогательное приспособление, которое подвигает при этом заглушку 8 с центральным отверстием на заданное место внутрь трубы 2, включающее днище 20 с центральным отверстием, прилегающее к заглушке 8 и соединенное стержнями 23 с крышкой 22, которая снабжена наружной отбортовкой с боковыми отверстиями, которые необходимы для крепления штифтами 24 к концевому участку трубы 2, и центральным отверстием; при этом днище 20, к которому присоединен управляемый клапан 25, входящий в центральное отверстие заглушки 8 и соединенный с управляющим кабелем 26 и трубопроводом 27, сообщающим управляемый клапан 25 с резервуаром жидкого пеноматериала 9, прилегает к поверхности заглушки 8, отбортовка крышки 22 одевается на другой конечный участок трубчатого элемента 2 и присоединяется к нему с помощью штифтов 24, вставляемых в соответствующие отверстия 3, герметизируя тем самым второй конечный участок данного трубчатого элемента 2. После этого осуществляют заполнение внутренней полости продольного трубчатого элемента 2 жидким пеноматериалом 9 под заданным давлением. Для этого открывают управляемый клапан 25 и подают внутрь трубы 2, под заданным давлением через трубопровод 27 жидкий пеноматериал 9, например пеноэпоксид 9, который впоследствии отверждается, при этом происходит склеивание пеномериала 9 с внутренней поверхностью продольной трубы 2 и обеими заглушками 7 и 8. Затем, по истечении определенного времени, необходимого для отверждения пеноматериала 9, вынимают штифты 24 и снимают вспомогательные приспособления, после чего трубчатые элементы 2 ограждения готовы к монтажу на месте применения.

После этого аналогичным образом выполнятся заполнение жидким пеноматериалом 9 всех трубчатых участков данного ограждения 2, а также начальных и конечных участков 16 и 17 ограждения двух видов, включая их вертикальные перемычки. Дальнейший монтаж дорожного защитного ограждения на месте его применения, включая установку по месту опор 1 и присоединение к ним продольных трубчатых элементов 2, через узлы крепления 10, а также конечных и начальных участков 15 или 16, присоединяемых через муфты 4 и резьбовые соединения 6, выполняется обычными известными методами.

В случае весьма возможного столкновении автомобиля с поверхностью данного защитного дорожного ограждением и в зависимости от угла и силы соударения происходит соответствующее деформирование (см. фиг.1, 2) двух и более горизонтальных продольных трубчатых элементов 2. Если удар приходится между опорами 1 ограждения происходит (см. фиг.1, 2, 3-б) следующее: сначала сминается наружная сторона (стенка) трубчатого элемента 2 и происходит раздробление в замкнутом объеме отвержденного пеноматериала 9, а затем, в зависимости от силы удара, может происходить и смятие внутренней стороны трубчатого элемента 2, который при этом может и прогибаться по месту воздействия и по направлению удара. В случае воздействия удара по месту соединения соседних продольных трубчатых элементов 2, именно там где расположены внутренние муфты 4, соединенные с трубчатыми элементами 2 посредством вертикальных резьбовых элементов 6, то они деформируются (см. фиг.3-б, 4) аналогичным образом: сначала сминается наружная сторона данного соединения, включающая наружную стенку трубы 2 и наружную стенку муфты 4, а затем может происходить и смятие внутренней (стенки) стороны данного соединения, при этом возможен и прогиб трубчатых элементов 2 по направлению удара.

При воздействии удара автомобиля на трубчатые элементы 2 по месту присоединения к опоре 1 ограждения (см. фиг.1, 2, 5-б), в первую очередь сминается наружная стенка каждого из продольных горизонтальных трубчатых элементов 2 и происходит раздробление отвержденного пеноматериала 9 в замкнутом объеме каждого из них, затем в зависимости от силы удара, может происходить и смятие внутренней стороны трубчатого элемента 2, к тыльной поверхности которого присоединен изогнутый центральный участок 13 узла крепления 10, что обуславливает повышение силы сопротивления деформированию данного участка; при этом, если пластинчатые пружины 12 узла крепления 10 выполнены (см. фиг.5-а) полого изогнутыми, они также пластически деформируются, дополнительно поглощая определенную часть энергии удара.

А в том случае, когда удар автомобиля приходится в начальный или конечный участок ограждения, выполненный в виде С-образной 16 или Е-образной 17 перемычки, соединенной с несколькими продольными трубчатыми элементами ограждения 2, последние (см. фиг.1, 2, 3-б) деформируются описанным выше образом, но при этом дополнительно изгибаются, поглощая определенную долю энергии, и обладают более высокой прочностью, энергопоглощающей и удерживающей способностью за счет концевых вертикальных трубчатых перемычек, заполненных отвержденным пеноматериалом.

Таким образом, можно сделать выводы, что предлагаемая конструкция дорожного защитного ограждения на всем своем протяжении и на каждом своем участке обладает значительно более высокой прочностью, энергопоглощающей и, соответственно, удерживающей способностью. Причем величину энергопоглощения и характеристики амортизации можно варьировать в широких пределах, задавая величину диаметра и толщину стенки металлических продольных трубчатых элементов, начального и концевого участков, а также жесткость отвержденного пеноматериала. При этом конструкция данного защитного ограждения обладает простотой и надежностью, а также невысокой стоимостью изготовления и простотой монтажа на месте применения.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Бабков В.Ф. Дорожные условия и безопасность движения. - М.: Транспорт, 1982.

2. «Дорожное и мостовое ограждение барьерного типа» ГОСТ 26804-86.

3. Патент РФ на полезную модель №51632 от 18.08.2005 г., E04F 15/00, «Торсионный энергопоглощающий элемент дорожного ограждения».

4. Патент РФ по заявке №2009131404/03 от 18.08.2009 г., E04F 15/00, «Защитное ограждение дорожной развилки».

Дорожное защитное ограждение предназначено для исключения возможности движения транспортных средств в определенных направлениях и поглощения энергии удара при столкновении с ним транспортного средства. Конструкция ограждения включает равномерно расположенные опоры и ряд присоединенных к ним через узлы крепления, включающие энергопоглощающие элементы, горизонтальных продольных трубчатых элементов, секции которых соединены друг с другом через внутренние муфты, снабженные центральным выступом, наружная кромка которого расположена заподлицо с наружным диаметром трубы, и резьбовые соединения. Начальный и концевой защитные элементы ограждения выполнены из труб в виде С-образных или Е-образных перемычек, которые соединяют между собой продольные трубчатые элементы ограждения и присоединены к ним также через внутренние муфты и резьбовые соединения. Внутренние полости продольных трубчатых элементов ограждения и начальных и концевых С-образных или Е-образных перемычек заполнены отвержденным пеноматериалом. Дорожное защитное ограждение на всем своем протяжении и на каждом своем участке обладает значительно более высокой прочностью, энергопоглощающей и, следовательно, удерживающей способностью. При этом величину энергопоглощения и характеристики амортизации можно изменять в широких пределах, задавая величину диаметра и толщину стенки металлических продольных трубчатых элементов, начального и концевого участков в виде перемычек, а также жесткость отвержденного пеноматериала. Данная конструкция ограждения обладает простотой, невысокой стоимостью изготовления и простотой монтажа на месте применения. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Дорожное защитное ограждение, включающее равномерно расположенные опоры и присоединенные к ним с помощью резьбовых соединений горизонтальные секции продольных, выпуклых наружу и частично округленных металлических защитных элементов, соединенных между собой и снабженных присоединенными к ним световозвращающими элементами, а также начальным и концевым защитными элементами ограждения, полого изогнутыми в сторону от дороги, отличающееся тем, что секции продольных защитных элементов ограждения выполнены в виде труб, соединенных друг с другом через внутренние муфты, снабженные центральным выступом, наружная кромка которого расположена заподлицо с наружным диаметром трубы, и присоединенные к концевым участкам труб с помощью вертикальных резьбовых соединений, пропущенных через соосные отверстия, выполненные в трубах и муфтах, трубы снабжены каждая присоединенными к ним посредством сварочных швов узлами крепления к опорам, внутренняя полость каждой трубы, ограниченная внутренними, снабженными отбортовками заглушками, одна из которых выполнена с центральным отверстием, расположенными в концевых ее участках, заполнена отвержденным пеноматериалом, начальный и концевой защитные элементы ограждения также выполнены из труб в виде С-образных или Е-образных перемычек, соединяющих между собой продольные трубы ограждения, и присоединены к ним через внутренние муфты и вертикальные резьбовые соединения, причем горизонтальные участки перемычек выполнены полого изогнутыми и снабжены отверстиями, соосными с отверстиями в соединительных муфтах.

2. Дорожное защитное ограждение по п.1, отличающееся тем, что узел крепления каждой секции продольной трубы к опоре ограждения выполнен за одно целое из металлической полосы и включает изогнутый центральный участок, прилегающий к тыльной поверхности продольной трубы ограждения, по горизонтальным границам которого расположены сварочные швы, соединяющие узел крепления и секцию трубы, а прилегающие к нему участки отогнуты к опоре ограждения и выполнены в виде пластинчатых пружин и прилегающих к ним плоских оснований с отверстиями для крепления, которые отогнуты параллельно опоре ограждения, причем пластинчатые пружины могут быть выполнены полого изогнутыми.

3. Дорожное защитное ограждение по п.1, отличающееся тем, что внутренние полости начальных и концевых трубчатых защитных элементов в виде С-образных или Е-образных перемычек снабжены расположенными в концевых участках внутренними заглушками, одна из которых выполнена с центральным отверстием, и заполнены отвержденным пеноматериалом.