Дорожный отбойник Российский патент 2023 года по МПК E01F15/08 

Изобретение относится к области дорожного строительства и, в частности, может быть использовано для обеспечения надежного разделения движения автомобильных потоков отбойниками на дорогах и автотрассах.

Известны бетонные дорожные отбойники таврового типа, устанавливаемые на разделительной полосе автодороги. Например, блок парапетного ограждения двухсторонний компании «Штарком» по ГОСТ Р 52289-2004 (https://go.mail.ru/redir?type=sr&redir=eJwNx0EOgjAQAMDGH_CQpSoCib9ZpKEbS7dpF2J5gwfj1 Zv_wcR_ePIFOrexIiEdtU4SmcS4JDPDQH0ZJ514NpJlZ4S9zwY6x2eCgBGDEc8DAw8RF9sbTxlB KCCM3JHz-O-C6WRJEOq6tDI6pXZNUx2q_bZt1VpcivTaPG7P-3d9f64_udQ0Bw&src=24400c2&via_page=1&user_type=59&oqid=c929031d0d5796d0).

Однако для таких блоков характерна повышенная их жесткость, что повышает степень травматизма водителей и пассажиров при столкновении автотранспорта с дорожным блоком.

Известно также применение в машиностроении стопорных колец, например, кольцо стопорное пружинное из круглой проволоки для валов и отверстий DIN 7993 ООО «РосКреп» (Электронный ресурс: ООО «РосКреп»: shponki.ru>krepezh/kol-ca-stoporny) или по ГОСТ 13942-86 Кольца пружинные упорные плоские наружные эксцентрические и канавки для них.

Однако применение стопорных колец в качестве гасителей ударной нагрузки для бетонных изделий не обнаружено.

Наиболее близким техническим решением является дорожный отбойник, устанавливаемый на разделительной полосе автодороги в виде бетонных столбов, на противоположных сторонах которого, обращенные к полосам автомобильного движения, выполнены защитные слои, состоящие из протяженных фигурных элементовв виде железнодорожных рельсов (патент 2545190, E01F 15/04, 2015).

Однако, несмотря на использование такого оригинального конструкторского приема, к недостаткам известного решения следует отнести зависимость эффективности работы защитного устройства от диаметра колес транспортного средства и угла его наезда на ограждение, а также достаточно высокую жесткость железнодорожных рельсов, что не позволяет существенно увеличить время поглощения энергии удара, а значит, и не позволяет существенно уменьшить динамическую перегрузку транспортного средства. Причем при высоких скоростях и больших углах наезда транспортного средства на железнодорожный рельсограждения степень безопасности водителя и пассажиров значительно снижается, а также повышается степень повреждения транспортного средства. Кроме этого, к недостаткам известного технического решения можно отнести также сложность конструкции и ремонта самого дорожного отбойника в случае столкновения с автомобилем, что снижает, в целом, эффективность его использования.

В основе настоящего изобретения лежит проблема по разработке дорожного отбойника с повышенной защитной надежностью.

Техническим результатом, достигаемым при реализации заявленного изобретения, является повышение эффективности использования бетонных дорожных отбойников, снижение энергии удара и, соответственно, снижение травматизма водителя и пассажиров за счет его конструктивных особенностей, а также снижение повреждаемости транспортного средства при аварийном наезде на дорожное ограждение, упрощение конструкции и повышение технологичности монтажа и ремонта дорожного отбойника, а также повышение его эксплуатационной надежности.

Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что дорожный отбойник, состоящий из бетонного блока, установленный на разделительной полосе автодороги, на противоположных сторонах которого, обращенные к полосам автомобильного движения, выполнены защитные слои, состоящие из протяженных демпферных фигурных элементов, при этом на каждой боковой поверхности бетонного блока по его длине выполнены непрерывные пазы, в которых закреплены демпферные фигурные элементы в виде упругих жгутов с образованием искусственных упругих ребер. При этом пазы выполнены в виде ласточкиного хвоста. Демпферные элементы выполнены сборными, в которых упругие жгуты заключены в упругую оболочку, состоящую из набора пружинных разрезных колец, причем диаметр упругого жгута равен внутреннему диаметру пружинных разрезных колец. Кроме того, упругая оболочка, состоящая из пружинных разрезных колец, выполнена дискретной.

Исполнение дорожного отбойника, где в наружном защитном слое на боковой поверхности бетонного блока по его длине выполнены непрерывные пазы, в том числе в виде ласточкиного хвоста, в которых закреплены демпферные элементы в виде упругих жгутов, образуя искусственные упругие ребра, позволяет, во-первых, упростить формирование защитного слоя за счет использования демпферных элементов в виде простых изделий - упругих жгутов (например, полимерный, резиновый, уплотняющий для соединения стеновых панелей и др.); во-вторых, облегчить процесс установки и замены демпферных элементов в случае их разрушения при организации пазов; в-третьих, повысить прочность, а значит, сопротивляемость бетонного блока в случае закрепления демпферных элементов в виде упругих жгутов с образованием искусственных упругих ребер; в-четвертых, если пазы выполнены в виде ласточкиного хвоста, то в них легче и быстрее закреплять упругие жгуты без клея.

Исполнение дорожного отбойника, где демпферные элементы выполнены сборными, в которых упругие жгуты заключены в пружинную оболочку в виде набора пружинных стопорных колец, причем диаметр каждого упругого жгута равен внутреннему диаметру пружинной оболочки, позволяет, во-первых, за счет работы не одного упругого материала - упругого жгута, а двух - второго дополнительного упругого материала в виде набора пружинных стопорных колец, лучше - эффективнее гасить энергию удара за счет того, что стопорные кольца в данном случае работают при ударе не на сжатие или растяжение, а, в основном, на обжатие, охватывая упругий жгут, что позволяет в большей степени сопротивляться ударной нагрузке; во-вторых, за счет более плотного контакта, когда диаметр упругого жгута равен внутреннему диаметру пружинной оболочки, при воздействии удара - эффективнее гасится его энергия, выдерживая повышенную энергию удара что повышает эксплуатационную надежность и долговечность работы дорожного отбойника. При этом пружинная оболочка защищает при ударе упругий жгут от разрушения, а с учетом возможности регулирования жесткости демпферных элементов и их распределения на поверхности дорожного отбойника, появляется возможность их использования более рационально и, соответственно, более экономично, что, в целом, повышает эффективность использования предложенного технического решения.

Дорожный отбойник поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена конструктивная схема дорожного блока с наружным защитным слоем из демпферных элементов; на фиг. 2 - Вид I; на фиг. 3 - фрагмент дорожного блока с защитным слоем из сборных демпферных элементов.

На фиг. 1 - фиг. 3 обозначено: 1 - несущая часть; 2 - упругие жгуты; 3 -непрерывные пазы; 4 - паз в виде ласточкиного хвоста; 5 - пружинная оболочка в виде набора пружинных стопорных колец; 6 - хомут; 7 - саморез.

Дорожный отбойник состоит из несущей части 1, на боковой поверхности которой выполнен наружный защитный слой из демпферных элементов в виде упругих жгутов 2, уложенные и закрепленные по его длине в непрерывных пазах 3, (например, клеем) (фиг. 1). При этом пазы могут быть выполнены в виде ласточкиного хвоста 4 (фиг. 2).

Кроме этого в отдельных случаях демпферные элементы могут быть выполнены сборными, в которых упругие жгуты 2 заключены в пружинную оболочку в виде набора пружинных стопорных колец 5 и закрепленные с несущей частью 1 дорожного отбойника, например, хомутами 6 с использованием саморезов 7 (фиг. 3), причем диаметр упругого жгута 2 равен внутреннему диаметру пружинной оболочки 5. При этом упругая оболочка, состоящая из набора пружинных разрезных колец 5, защитного слоя дорожного отбойника может быть выполнена дискретной (фиг. 3).

Размеры демпферных элементов, характеристики упругих элементов, а также их количество, задаются из условий работы дорожного отбойника и величины воспринимаемой ударной нагрузки.

Дорожный отбойник с демпферными элементами изготавливают и работает следующим образом.

Сначала изготавливают или используют стандартный бетонный дорожный отбойник, например, блок парапетного ограждения двухсторонний по ГОСТ Р 52289-2004. Далее нарезают упругие жгуты, например, полимерный резиновый, уплотняющий для соединения стеновых панелей и др., а также изготавливают из пружинной круглой проволоки или покупают пружинные стопорные кольца, например, по ГОСТ 13942-86 Кольца пружинные упорные плоские наружные эксцентрические и канавки для них.

После этого устанавливают демпферные элементы, на боковых поверхностях дорожного отбойника, для чего прорезают по длине непрерывные пазы, например «болгаркой», в которые укладывают упругие жгуты с закреплением их, например, клеем. При этом для лучшего закрепления упругих жгутов пазы выполняют с «ласточкиным хвостом».

Для более эффективной работы защитного слоя используют сборные демпферные элементы, в которых упругие жгуты заключены в упругую оболочку, состоящую из набора пружинных разрезных колец, которую закрепляют на дорожном отбойнике, например, хомутами с использованием саморезов. При этом упругая оболочка, состоящая из пружинных разрезных колец, может быть выполнена дискретной, что проще собирать и ремонтировать.

Готовый дорожный отбойник монтируется на трассе согласно техническим нормам.

Работает дорожный отбойник следующим образом.

При наезде на бетонное ограждение - дорожный отбойник с защитным слоем из демпферных элементов в виде упругих жгутов автомобиль ударяется по упругим жгутам, вызывая их частичную деформацию, при этом энергия удара гасится.

В случае действия более сильных ударов наиболее эффективно защита работает, если дорожный отбойник оборудован с защитным слоем из демпферных элементов в виде упругих жгутов, заключенных в упругую оболочку, состоящую из набора пружинных разрезных колец.

Эффективнее гасится энергия удара за счет работы не одного упругого материала - упругого жгута, а двух - второго дополнительного упругого материала в виде набора пружинных разрезных колец, причем пружинные разрезные кольца в данном случае работают при ударе не на сжатие или растяжение, а, в основном, на обжатие, что позволяет в большей степени сопротивляться ударной нагрузке. В этом случае автомобиль вначале ударяется по краю металлических пружинных разрезных колец, вызывая их обжатие - частичную деформацию, которая передается упругим жгутам. При дальнейшем движении автомобиля происходит деформация других отдельных участков жгута и пружинных разрезных колец. За счет совместной их работы и происходит замедленное во времени поглощение кинетической энергии автотранспорта и, соответственно, гашение энергии удара, что способствует уменьшению динамической его перегрузки, повышая безопасность людей, предотвращая полное разрушение.

Кроме этого упрощается ремонт самого дорожного отбойника в случае столкновения с автомобилем, особенно, когда упругая оболочка, состоящая из пружинных разрезных колец, выполнена дискретной, что повышает, в целом, эффективность его использования. При этом если диаметр упругого жгута равен внутреннему диаметру пружинной оболочки 5, то в этом случае совместно работают два демпферных элемента при воздействии удара, соответственно, эффективнее гасится энергия удара, выдерживая повышенную ударную нагрузку.

На общей конструктивной схеме дорожного отбойника (фиг. 1 - фиг. 3) видно, что основные конструктивные элементы защитного слоя дорожного отбойника, выполненные в виде готовых сборных демпферных элементов, образуют искусственные упругие ребра, (связаны между собой через искусственные упругие ребра), которые воспринимают, гасят и равномерно передают оставшуюся ударную нагрузку на бетонный слой, что в этом случае приводит к повышенной сопротивляемости действию ударной нагрузке дорожного отбойника. Поэтому предлагаемая конструкция дорожного отбойника может работать более эффективно. При этом упрощается конструкция и повышается технологичность, снижается трудоемкость выполнения операций по изготовлению дорожного отбойника с защитным слоем.

Для обоснования работоспособности предлагаемого технического решения - дорожного отбойника с улучшенными эксплуатационными свойствами были выполнены лабораторные модельные испытания.

Для этого изготавливались бетонные кубики со стороной 70 мм, как чисто бетонные, так и сборные с верхним наружным слоем, на котором закреплялись хомутами две нитки из резинового жгута диаметром 6 мм, заключенные в пружинные разрезные кольца.

Для изготовления бетонных кубиков использовалась цементно-песчаная смесь в соотношении 1:3. Песок использовался карьерный, средней крупности, вяжущее - портландцемент М500. Водоцементное отношение задавалось 0,5. Бетонные кубики формовались на виброплощадке с вертикально направленными колебаниями с последующей тепловой обработкой в пропарочной камере.

Испытания на ударную нагрузку чисто бетонных и сборных кубиков с защитным слоем выполнялись на лабораторном копре.

В процессе испытаний было зафиксировано хрупкое разрушение чисто бетонных кубиков на 9 ударе. Однако, при испытании сборных кубиков, защищенные слоем из демпферных элементов, разрушение произошло на 13 ударе, что говорит об эффективной работы демпферной системы.

Учитывая полученные положительные результаты испытаний сборных бетонных кубиков, защищенные слоем из демпферных элементов в виде упругих жгутов, заключенные в пружинные разрезные кольца, можно сделать вывод, что использование предлагаемой конструкции дорожного отбойника с защитным слоем позволит упростить конструкцию и технологию изготовления, а также снизить энергию удара и степень повреждения транспортного средства. При этом используемые формы для изготовления дорожных бетонных отбойников остаются прежними.

Дорожный отбойник с защитным слоем против ударной нагрузки был изготовлен в виде модели и испытан в строительной лаборатории кафедры ПСК ТвГТУ и показал повышенные защитно-эксплуатационные характеристики, а также возможность его изготовления в заводских условиях.

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть использовано для обеспечения надежного разделения движения автомобильных потоков отбойниками на дорогах и автотрассах. Технический результат - снижение энергии удара, упрощение конструкции и повышение технологичности монтажа и ремонта дорожного отбойника. Дорожный отбойник состоит из установленного на разделительной полосе автодороги бетонного блока, на противоположных сторонах которого, обращенных к полосам автомобильного движения, выполнены защитные слои из протяженных демпферных фигурных элементов. На каждой боковой поверхности бетонного блока по его длине выполнены непрерывные пазы, в которых закреплены демпферные фигурные элементы в виде упругих жгутов с образованием искусственных упругих ребер. Пазы могут быть выполнены в виде ласточкиного хвоста. Демпферные элементы могут быть выполнены сборными, у которых упругие жгуты заключены в упругую оболочку, состоящую из набора пружинных разрезных колец, причем диаметр каждого упругого жгута равен внутреннему диаметру пружинных разрезных колец. Упругая оболочка, состоящая из пружинных разрезных колец, может быть выполнена дискретной. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Дорожный отбойник, состоящий из бетонного блока, установленного на разделительной полосе автодороги, на противоположных боковых поверхностях которого, обращенных к полосам автомобильного движения, выполнены защитные слои из протяженных демпферных фигурных элементов, отличающийся тем, что на каждой боковой поверхности бетонного блока по его длине выполнены непрерывные пазы, в которых закреплены демпферные фигурные элементы в виде упругих жгутов с образованием искусственных упругих ребер.

2. Дорожный отбойник по п. 1, отличающийся тем, что пазы выполнены в виде ласточкиного хвоста.

3. Дорожный отбойник по п. 1, отличающийся тем, что демпферные элементы выполнены сборными, у которых упругие жгуты заключены в упругую оболочку, состоящую из набора пружинных разрезных колец, причем диаметр каждого упругого жгута равен внутреннему диаметру пружинных разрезных колец.

4. Дорожный отбойник по п. 3, отличающийся тем, что упругая оболочка, состоящая из пружинных разрезных колец, выполнена дискретной.