ОГРАЖДЕНИЕ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ Российский патент 2015 года по МПК E01F15/02 

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

Известны ограждения автомобильной дороги, содержащие заглубленные в грунт дорожного полотна вертикальные стойки со смонтированными на них горизонтальными упругими либо пластически деформируемыми элементами для гашения удара /см., например, патент США №3540699, кл. 256-13.1, 1971 [1]; заявка Франции №2244875, кл. E01F 15/00, 1975 [2]; патент РФ на изобретение №2237127, кл. E01F 15/00, 2003 [3]/.

Недостатками известных устройств являются низкая эффективность гашения удара и повышенная опасность из-за непрогнозируемого поведения автомобиля на дороге после удара. Это объясняется тем, что уменьшение жесткости и повышение вязкости элементов ограждения делает их 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 №2393288, кл. E01F 15/04, 2009 [4]; а.с. СССР №962415, кл. E01F 15/00, 1981 [5]; патент США №3292909, кл. 256-13.1, 1966 [6]/.

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

Кроме того, известны конструкции ограждений дороги, включающие взаимодействующие с автомобилем упругие подвижные опоры с постоянными магнитами /см., например, а.с. СССР №1036865, кл. E01F 15/00, 1980 [7]/.

Данные конструкции за счет дополнительного использования сил магнитного взаимодействия позволяют повысить эффективность гашения удара и снизить опасность послеударного отбрасывания автомобиля на дорогу. Однако конструкция характеризуется предельной сложностью и дороговизной составляющих узлов и деталей, трудоемкостью их изготовления, монтировки и регулировки. Высокая вероятность расчленения узлов конструкции на составляющие элементы, связанные практически только силами магнитного взаимодействия, особенно при значительных скоростях автомобилей, обуславливает предельно низкую надежность известных конструкций.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является ограждение автомобильной дороги, содержащее упругую подвижную магнитную опору в виде резиновых цилиндров с сердечниками из постоянных магнитов, а также средства ее крепления в виде линейных постоянных магнитов с чередующейся полярностью, вертикально закрепленных в опоре, выполненной с волнистой вертикальной лицевой поверхностью /см. а.с. СССР №1178828, кл. E01F 15/00, 1984 [8]/, и принятое за прототип.

Недостатками устройства-прототипа являются предельная сложность конструкции, трудоемкость ее изготовления, сборки и регулировки, а также низкая надежность, обусловленная слабыми связями составляющих устройство деталей и узлов за счет сил их магнитного взаимодействия.

Сущность изобретения заключается в создании конструкции ограждения, сохраняющей высокую эффективность гашения энергии удара и низкую опасность послеударного отбрасывания автомобиля на дорогу, однако характеризующейся при этом простотой, дешевизной и высокой надежностью.

Технический результат - упрощение конструкции ограждения, повышение его надежности.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном ограждении автомобильной дороги, содержащем подвижную магнитную опору со средствами ее крепления и имеющем профилированную лицевую контактную поверхность, особенность заключается в том, что средства крепления опоры выполнены в виде заглубленных в грунт дорожного полотна вертикальных стоек, попарно соединенных жесткими стальными ферромагнитными полосами, изогнутыми в плоскости их наименьшей жесткости относительно поперечных осей в форме синусоидальных кривых и обращенными к дорожному полотну одним из боковых торцов, а упругая подвижная магнитная опора представляет собой систему эластичных кольцевых постоянных магнитов из магнитотвердой резины, собранных без взаимного соединения в вертикальные стопы, с натягом периодически через одну надетые на выпуклые вверх полуволны изогнутых полос при плотном контакте наружными поверхностями с соседними полуволнами и ограничении осевых смещений сверху.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где схематично изображен участок предлагаемого ограждения: на фиг.1 - со стороны дорожного полотна; на фиг.2 - на виде сверху.

Ограждение автомобильной дороги содержит упругую подвижную магнитную опору со средствами ее крепления и имеет профилированную лицевую, контактирующую с автомобилем поверхность. При этом средства крепления опоры выполнены в виде заглубленных в грунт 1 дорожного полотна 2 вертикальных стоек 3 прямоугольного сечения, попарно соединенных с помощью сварных швов 4 жесткими стальными ферромагнитными полосами 5, изогнутыми в плоскости их наименьшей жесткости относительно поперечных осей в форме синусоидальных кривых и обращенными к дорожному полотну 2 одним из своих боковых торцов. Упругая подвижная магнитная опора представляет собой систему эластичных кольцевых постоянных магнитов 6 из магнитотвердой резины, собранных без взаимного соединения в вертикальные стопы 7, периодически с натягом надетые своими осевыми отверстиями 8 периодически через одну на выпуклые вверх полуволны 9 изогнутых полос 5 при осуществлении плотного контакта с наружными поверхностями соседних полуволн 10 и ограничении осевых перемещений стоп 7 сверху пластинками 11, жестко с фиксацией вставленными в поперечные сквозные прорези, выполненные в верхней части несущих стопы 7 выпуклых вверх полуволн 9 полос 5 с силовым поджатием стоп 7 вниз /на чертежах прорези не показаны/. Процесс изготовления эластичных постоянных магнитов кольцевой формы из магнитотвердой резины серийно отработан и подробно описан /см., например, А.Г. Алексеев, А.Е. Корнеев. “Эластичные магнитные материалы”. М., “Химия”, 1976, стр.159-162 [9]/. Намагничивание таких магнитов производится в соленоиде /намагничивающее устройство/, через обмотку которого пропускается импульсный разряд от конденсаторной батареи, а кольца помещаются в магнитопровод из магнитомягкого армко-железа.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

При наезде автомобиля на ограждение удар приходится на выступающие из лицевой поверхности ограждения боковые поверхности стоп 7, состоящих из упругих колец 6 из магнитной резины и образующих волнистую профилированную поверхность. При этом за счет упругих свойств стоп 7 происходит активное гашение энергии удара, ее преобразование в потенциальную энергию упругих деформаций магнитных колец 6. Контакт ферромагнитного корпуса /кузова/ автомобиля с магнитными кольцами 6 предельно растягивает время ударного взаимодействия, обуславливая совместное движение автомобиля в течение какого-то промежутка времени с отдельными кольцами 6 стоп 7. Причем в зависимости от угла удара, высоты контакта автомобиля со стопами 7 происходит различный проворот отдельных колес 6, не соединенных друг с другом, как друг относительно друга, так и относительно полуволн 9, 10 полос 5 из ферромагнитной стали, с которыми магнитные кольца 6 находятся в плотном контакте, причем этот контакт с натягом осуществлен как осевых отверстий 8 стоп 7 с полуволнами 9, так и наружных поверхностей стоп 7 колец 6 с полуволнами 10 колес 5. При таких относительных поворотах каждого из постоянных магнитов /колец 6/, осуществляемых, повторяем, за счет сил магнитного и механического взаимодействия их с кузовом автомобиля при ударе, происходит активное преодоление сил механического /сил трения/ и магнитного взаимодействия колец 6 как с соседними магнитами /кольцами 6/, так и с ферромагнитными полуволнами 9, 10 полос 5, на которые эти магниты 6 плотно насажены. Естественно, что все вышесказанное приводит к эффективной диссипации /рассеянию/ кинетической энергии удара и максимально эффективному гашению удара. Последовательные контакты автомобиля при ударах с соседними стопами 7 колец 6 при одновременном их магнитном взаимодействии обуславливает резкое изменение направлений повторных ударов по отношению к первоначальному, что предельно снижает вероятность послеударного отбрасывания автомобиля на дорожное полотно 2. Предлагаемое устройство предельно просто в изготовлении, сборке и т.п., не предъявляет практически никаких требований к точности изготовления упругих колец 6 по диаметру, толщине, к форме кривой изогнутой полосы 5. Очевидно, что даже наличие любых вышеуказанных отклонений от номинальных значений данных параметров не влияет на характер работы устройства. Это объясняется силовым осевым насаживанием стоп 7 с упругими магнитами 6 на полуволны 9 и продавливанием внутрь полуволн 10 полос 5: отклонение от номинальных размеров /естественно, в разумных пределах/ вызовет только необходимость увеличения прикладываемых осевых сил при насаживании и, соответственно, исходных деформаций упругих магнитов 6 в процессе сборки устройства.

Ограждение автомобильной дороги предназначено для повышения безопасности движения. Ограждение содержит упругую подвижную магнитную опору со средствами ее крепления. При этом средства крепления опоры выполнены в виде заглубленных в грунт дорожного полотна вертикальных стоек, попарно соединенных с помощью сварных швов жесткими стальными ферромагнитными полосами, изогнутыми в форме синусоидальных кривых. Опора представляет собой систему эластичных кольцевых постоянных магнитов из магнитотвердой резины, собранных в вертикальные стопы, периодически с натягом надетые через одну на выпуклые вверх полуволны полос при осуществлении плотного контакта с наружными поверхностями соседних полуволн. 2 ил.

Ограждение автомобильной дороги, содержащее упругую подвижную магнитную опору со средствами ее крепления и имеющее профилированную лицевую контактную поверхность, отличающееся тем, что средства крепления опоры выполнены в виде заглубленных в грунт дорожного полотна вертикальных стоек, попарно соединенных жесткими стальными ферромагнитными полосами, изогнутыми в плоскости их наименьшей жесткости относительно поперечных осей в форме синусоидальных кривых и обращенными к дорожному полотну одним из боковых торцов, а упругая подвижная магнитная опора представляет собой систему эластичных кольцевых постоянных магнитов из магнитотвердой резины, собранных без взаимного соединения в вертикальные стопы, надетые с натягом периодически через одну на выпуклые вверх полуволны изогнутых полос при плотном контакте наружными поверхностями с соседними полуволнами и ограничении осевых перемещений сверху.