ОГРАЖДЕНИЕ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ Российский патент 2015 года по МПК E01F15/00 

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и предназначено для повышения безопасности движения.

Известны ограждения автомобильных дорог, содержащие заглубленные в грунт дорожного полотна вертикальные стойки со смонтированными на них горизонтальными упругими амортизирующими либо пластическими деформируемыми элементами для гашения удара /см. патент США №3540699, кл. 256-13.1, 1971 [1]/.

Недостатками таких ограждений являются низкая эффективность гашения удара и повышенная опасность и непрогнозируемость поведения автомобиля на дороге после удара. Это объясняется тем, что уменьшение жесткости и повышение вязкости элементов ограждения делает его работу неэффективной и может привести в случае значительной скорости автомобиля к его полному разрушению при перемещении вдоль ограждения за счет значительных сил трения. Увеличение же жесткости ограждения приводит к послеударному отбрасыванию автомобиля на дорогу со значительной вероятностью повторных столкновений.

Известны также конструкции ограждений автомобильной дороги, снабженные упругими заградительными элементами, имеющими возможность линейного либо углового смещения вместе с автомобилем относительно дорожного полотна /см., например, патент РФ на изобретение №2237127, кл. E01F 15/00, 2003 [2], патент РФ на изобретение №22393288, кл. E01F 15/04, 2009 [3], a.c. CCCP №962415, кл. E01F 15/00, 1981 [4], патент США №3292909, кл. 256 - 13.1, 1966 [5]/.

Недостатками известных конструкций являются сравнительно низкая эффективность гашения удара вследствие малой диссипации и поглощения энергии подвижными элементами ограждения, значительная сложность конструкции, низкая надежность и прочность подвижных элементов при значительных ударных нагрузках.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является ограждение автомобильной дороги, содержащее заглубленные в грунт дорожного полотна вертикальные стойки, попарно соединенные смонтированными на них горизонтальными заградительными элементами в форме упругих стальных полос /см. заявку фракции №2244875, кл. E01F 15/00, 23.05.75 [6]/, и принятое за прототип.

Недостатками устройства-прототипа является низкая эффективность гашения удара автомобиля при его наезде на ограждение вследствие малой амортизации, рассеяния и поглощения последним энергии удара, а также повышенная опасность послеударного отбрасывания автомобиля на дорожное полотно вследствие незначительного изменения ограждением направления первоначального удара.

Сущность изобретения заключается в создании простой, надежной и технологичной конструкции ограждения автомобильной дороги, обеспечивающей как эффективное гашение, поглощение и диссипацию кинетической энергии удара автомобиля за счет максимально возможного растяжения времени удара, преобразование его в последовательность силовых воздействий, сопровождающихся импульсными механическими упругими и пластическими деформациями, сдвиговыми и изгибными разрушениями элементов ограждения, так и снижение опасности последующего отбрасывания автомобиля на дорожное полотно за счет эффективного изменения ограждением направлений первоначального удара.

Технический результат - повышение эффективности гашения удара при наезде автомобиля на ограждение и снижение опасности послеударного отбрасывания автомобиля на дорожное полотно.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном ограждении автомобильной дороги, содержащем заглубленные в грунт дорожного полотна вертикальные стойки, попарно соединенные привернутыми к ним горизонтальными упругими стальными полосами, особенность заключается в том, что полосы отодвинуты от наружной поверхности стоек и зафиксированы с натягом между головками винтов и навернутыми на них гайками в напряженно изогнутом состоянии с обращением выпуклости в сторону дорожного полотна, при этом каждый из винтов частично ввернут в винтовую цилиндрическую пружину сжатия, плотно вставленную в глухое отверстие в стойке заподлицо с ее наружной поверхностью и снабженную на внутреннем конце отогнутым кольцевым прицепом, зафиксированным в отверстии с помощью перпендикулярного его оси штифта, жестко введенного в тело стойки сквозь кольцевой прицеп.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где схематично изображена одна из секций предлагаемого ограждения с краем соседней секции: на фиг.1 - на виде сверху с поперечным разрезом в месте крепления упругой полосы к стойке; на фиг.2 - на виде А на ограждение со стороны дорожного полотна.

Ограждение автомобильной дороги содержит заглубленные в грунт 1 дорожного полотна 2 вертикальные стойки 3, попарно соединенные привернутыми к ним винтами 4 горизонтальными упругими стальными полосами 5 /на рисунках показана полностью одна из секций ограждения, состоящая из двух стоек 3 и одной полосы 5 и край соседней секции/. Полосы 5 отодвинуты /см. фиг.1/ от наружной, обращенной к дорожному полотну 2, поверхности стоек 3 и зафиксированы с натягом между головками винтов 4 и навернутыми на них гайками 6 в напряженно изогнутом состоянии с обращением выпуклости в сторону дорожного полотна 2. При этом каждый из винтов 4 частично ввернут своим резьбовым концом в винтовую цилиндрическую пружину сжатия 7, плотно вставленную в глухое отверстие 8 в стойке 3 заподлицо с ее наружной поверхностью. Внутренний конец пружины 7 снабжен отогнутым кольцевым прицепом /проушиной/ 9, зафиксированным в отверстии 8 с помощью перпендикулярного его продольной оси штифта 10, жестко /по прессовой посадке/ введенного в тело стойки 3 сквозь кольцевой прицеп 9.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

При наезде автомобиля под любым углом на одну из упругих полос 5 ограждения, выпуклых наружу, соответствующая полоса 5 релейно срабатывает в положение с противоположным направлением выпуклости, что сопровождается мощным поглощением и рассеянием кинетической энергии удара. Дальнейшее силовое воздействие автомобиля уже на вогнутую полосу 5 приводит к проваливанию винтов 4 внутрь пружин 7, проходящему импульсно с последовательными изгибными и сминающими разрушениями витков пружин 7 и сдвиговыми и срезающими пластическими деформациями и разрушениями заходов резьбовых выступов винтов 4. Такие деформации и разрушения позволяет максимально возможно растянуть время удара, преобразовать его в последовательность импульсных силовых воздействий, а кинетическую энергию удара - в потенциальную энергию пластических деформаций при напряжениях, достигающих пределов прочности и текучести стальных винтов 4 и пружин 7. Геометрические параметры устройства подобраны так, что контакт вогнутых внутрь полос 5 после их срабатывания с наружной поверхностью стоек 3 произойдет только после полного погружения винтов 4 внутрь пружин 7, то есть после полного разрушения этих элементов. Любой, даже прямой поперечный удар автомобиля в полосу 5 в результате мгновенной смены ее выпуклости на вогнутость трансформируется в косой скользящий удар, что резко уменьшает опасность отбрасывания автомобиля обратно на дорожное полотно 2. После первого удара автомобиля в выпуклую наружу полосу 5 происходит его совместное движение в контакте с данной полосой до ее вогнутого состояния, далее автомобиль переходит на соседнюю, выпуклую наружу полосу 5 и т.д. В результате при каждом из последующих соударений кардинально изменяется угол силового взаимодействия автомобиля с ограждением, и автомобиль практически не отрывается от ограждения, смещаясь вдоль него, и не разрушается до полного гашения кинетической энергии удара. Такой характер послеударного движения автомобиля значительно уменьшает опасность его обратного отбрасывания на дорожное полотно с большой вероятностью послеударных столкновений.

Ограждение предназначено для повышения безопасности движения. Ограждение содержит заглубленные в грунт дорожного полотна вертикальные стойки, попарно соединенные привернутыми к ним винтами горизонтальными упругими стальными полосами. Полосы отодвинуты от наружной поверхности стоек и зафиксированы с натягом между головками винтов и навернутыми на них гайками. Каждый из винтов частично ввернут в винтовую цилиндрическую пружину сжатия, плотно вставленную в глухое отверстие в стойке. Внутренний конец пружины снабжен отогнутым кольцевым прицепом, зафиксированным в отверстии с помощью штифта, жестко введенного в тело стойки сквозь кольцевой прицеп. 2 ил.

Ограждение автомобильной дороги, содержащее заглубленные в грунт дорожного полотна вертикальные стойки, попарно соединенные привернутыми к ним винтами горизонтальными упругими стальными полосами, отличающееся тем, что полосы отодвинуты от наружной поверхности стоек и зафиксированы с натягом между головками винтов и навернутыми на них гайками в напряженно изогнутом состоянии с обращением выпуклостью в сторону дорожного полотна, при этом каждый из винтов частично ввернут в винтовую цилиндрическую пружину сжатия, плотно вставленную в глухое отверстие в стойке заподлицо с ее наружной поверхностью и снабженную на внутреннем конце отогнутым кольцевым прицепом, зафиксированным в отверстии с помощью перпендикулярного его оси штифта, жестко введенного в тело стойки сквозь кольцевой прицеп.