ПРОТИВОТАРАННЫЙ БАРЬЕР
ANTI-RAM BARRIER

Заявляемое изобретение относится к устройствам, в частности к противотаранным барьерам шлагбаумного типа, предназначенным для создания физического препятствия при попытке несанкционированного въезда транспортных средств на территорию или выезда с территории охраняемых объектов любого класса значимости.
Известен противотаранный барьер, содержащий две опоры из металлических труб разного диаметра с вваренной в них арматурой, залитой бетоном, и балку, выполненную из двух швеллеров, сваренных в форме короба, в которой вмонтированы предварительно натянутые стальные тросы. На шарнирной опоре балка, закрепленная с помощью втулки, двух подшипников и запирающей муфты, с возможностью поворота ее в горизонтальной плоскости. На замковой опоре она закреплена с помощью натяжного узла тросов и замкового устройства. В горизонтальном положении балка удерживается за счет кронштейна, состоящего из верхней части шарнирной опоры и двух тяг, соединенных регулировочной гайкой. На консольном конце балки предусмотрен натяжной узел, состоящий из двух натяжных устройств, четырех болтов и двух торцевых накладок, обеспечивающих надежное закрепление балки в замковом устройстве. При наличии на двух вертикальных плоскостях балки стальных шипов они закрываются фальшкоробом с нанесением на его наружную часть полос разного цвета (Патент РФ №2338830, МПК E01F 13/10, опубл. 20.11.2008).
Общими признаками противотаранного барьера с заявленным техническим решением является наличие двух опор, стрелы и стальных канатов.
Известная конструкция противотаранного барьера имеет ряд недостатков:
- конструкция выполнена таким образом, что имеет противотаранные свойства только в одном направлении движения транспортных средств, что ограничивает эксплуатационные возможности устройства;
- конструкция имеет большие габаритные размеры в плане, так как поворот балки осуществляется в горизонтальной плоскости, что также существенно ограничивает возможность применения данного противотаранного барьера на охраняемых объектах;
- конструкция рассчитана таким образом, чтобы взаимодействовать только с передней подвеской большегрузного автомобиля и выводить ее из работоспособного состояния, что подразумевает продвижение по инерции крупных частей транспортного средства за крайнюю поверхность устройства, что недопустимо на объектах инфраструктуры железнодорожного транспорта, в частности железнодорожных переездах.
Наиболее близким по конструктивному решению и достигаемому техническому результату к заявленной полезной модели является шлагбаум автоматический противотаранный (ШАП-L), содержащий заградительную полую балку с силовыми тросами. Один конец балки снабжен противовесом и установлен на оси, закрепленной на основной стойке с возможностью поворота балки в вертикальной плоскости, а свободный конец выполнен с возможностью фиксации балки в горизонтальном положении в замковом механизме приемной стойки. При этом основания обеих стоек жестко закреплены в фундаментных блоках, а корпус замкового механизма и ось основной стойки соединены с дополнительными силовыми тросами, расположенными вертикально и жестко закрепленными в фундаментных блоках соответствующих стоек (Патент РФ №115789, МПК E01F 13/04, опубл. 10.05.2012).
Общими признаками шлагбаума автоматического противотаранного (ШАП-L) с заявленным техническим решением является наличие двух опор, стрелы, стальных канатов и противовеса.
Недостатками известной конструкции шлагбаума автоматического противотаранного являются:
- при воздействии таранного удара транспортным средством разрушению подвержены дорогостоящие электромеханические устройства изделия, такие как электропривод и замковый механизм, оснащенный также электроприводом, что снижает надежность устройства в эксплуатации и значительно увеличивает сроки и материальные затраты на восстановление работоспособности;
- наличие замкового механизма с электроприводом на противоположной стойке от основной подразумевает прокладку дополнительных кабельных трасс, проходящих поперек проезжей части дорожного полотна. Это влечет за собой остановку движения транспортных средств через перекрываемый проезд на время монтажа, а также снижает надежность устройства при отсутствии электроэнергии;
- для работы в зимних условиях в обеих стойках шлагбаума предусмотрен электроподогрев, что ведет к значительным дополнительным затратам электроэнергии при эксплуатации в зимний период.
Техническая задача, на решение которой направлена предлагаемое изобретение, состоит в повышении надежности, ремонтопригодности и эксплуатационных качеств устройства, а именно в недопущении продвижения крупных частей транспортного средства за крайнюю поверхность противотаранного барьера, обеспечении возможности быстрого восстановления работоспособности с минимальными материальными затратами после таранного удара транспортным средством, существенном снижении затрат электроэнергии при эксплуатации в зимний период.
Технический результат достигается применением совокупности конструктивных решений. А именно благодаря тому, что стрела выполнена в виде фермы, хвостовик стрелы зажат в одном из узлов противовеса, образуя с ним скользящую заделку, штыри, расположенные на концах стрелы, и горизонтальные пазы, расположенные на опорах, во время таранного удара образуют пассивный зацеп.
Далее заявляемое техническое решение поясняется ссылками на чертежи.
На фиг. 1 изображен общий вид противотаранного барьера спереди.
На фиг. 2 изображен общий вид противотаранного барьера сзади.
На фиг. 3 изображен общий вид силовой системы противотаранного барьера.
На фиг. 4 изображен фрагмент противотаранного барьера.
На фиг. 5 изображен фрагмент противотаранного барьера.
На чертежах представлены следующие позиции: 1 - опора; 2 - штырь; 3 - стрела; 4 - рама; 5 - противовес; 6 - электропривод; 7 - горизонтальный паз опоры 1; 8 - стальные канаты; 9 - вертикальный паз опоры 1.
Противотаранный барьер состоит из основных (силовых) и вспомогательных элементов конструкции. Основные элементы обеспечивают требуемую прочность и жесткость противотаранного барьера при действии силовых факторов, вызванных таранным ударом транспортного средства. Вспомогательные элементы служат для сопряжения и обеспечения требуемой функциональности основных элементов.
Как показано на фиг. 1, противотаранный барьер содержит опоры 1, стрелу 3, выполненную в виде фермы, на обоих концах которой расположены штыри 2, раму 4, противовес 5, электропривод 6 и кожух (условно не показан).
К вспомогательным элементам противотаранного барьера относятся стрела 3, рама 4, противовес 5, электропривод 6 (фиг. 2) и кожух (условно не показан). Основными элементами противотаранного барьера являются стальные канаты 8, штыри 2 и опоры 1 (фиг. 3), образующие единую замкнутую силовую систему с фундаментом.
Стрела 3 (фиг. 2) выполнена в виде фермы из стальных замкнутых прямоугольных профилей. На обоих концах стрелы 3 расположены штыри 2, сделанные в виде цилиндров из высокопрочной стали. Внутри верхнего и нижнего пояса фермы проходят стальные канаты 8, которые огибают штыри 2, образуя замкнутую систему (фиг. 3).
Хвостовик стрелы 3 зажат в одном из узлов противовеса 5, образуя с ним скользящую заделку (фиг. 4). Стрела 3 и противовес 5 уравновешены на оси, установленной на раме 4, с возможностью перемещения стрелы 3 в вертикальной плоскости при помощи электропривода 6 (фиг. 4). При отсутствии электроэнергии противотаранный барьер имеет возможность управления в ручном режиме.
Опоры 1 представляют собой стойки коробчатого сечения каждая, из которых образована двумя спаренными двутаврами (фиг. 5). Основания опор 1 и рамы 4 имеют жесткое сопряжение с блоками фундаментных болтов, которые в свою очередь расположены в теле фундамента. Опоры 1 и рама 4 обладают возможностью регулировки в вертикальной и горизонтальной плоскости независимо друг от друга благодаря наличию соответственно регулировочных гаек и пазов в опорных плитах (фиг. 5). В верхней части опоры 1 имеют вертикальный паз 9 (фиг. 3) для фиксации стрелы 3 из плоскости в крайнем нижнем положении от внешних воздействий и горизонтальный паз 7 по ширине штыря 2 для организации пассивного зацепа во время таранного удара транспортным средством (фиг. 5).
Противотаранный барьер снабжен защитным кожухом с замковым устройством, предотвращающим несанкционированный доступ и воздействие атмосферных осадков на электропривод 6, раму 4 и противовес 5.
Количество и диаметр стальных канатов 8, а также диаметр штырей 2 и номер профиля двутавров опор 1 определяется расчетным путем и зависит от требуемой стойкости противотаранного барьера к ударной нагрузке.
Конструкция противотаранного барьера выполнена таким образом, что имеет противотаранные свойства независимо от направления движения (удара) транспортного средства, что расширяет эксплуатационные возможности изделия.
Работа устройства
В рабочем состоянии стрела 3 находится в крайнем нижнем положении (фиг. 1). Во время таранного удара из плоскости стрелы первыми деформируются верхний и нижний пояса фермы, совершая при этом в вертикальных пазах 9 опор 1, как по направляющим, кинематические перемещения до момента возникновения контакта штырей 2 с горизонтальными пазами 7, расположенными на опорах 1 (фиг. 5). В это же время происходит проскальзывание хвостовика стрелы 3, зажатого в одном из узлов противовеса 5 (фиг. 4). После полного совершения кинематических перемещений поясами фермы по выбору зазоров между штырями 2, расположенными на стреле 3 и горизонтальными пазами 7 опор 1 (фиг. 5), происходит разрушение профилей указанных элементов, вместе с тем в работу по восприятию ударной нагрузки включаются стальные канаты 8, расположенные внутри них (фиг. 3). Таким образом, штыри 2 входят в жесткий зацеп с горизонтальными пазами 7 опор 1 (фиг. 5) и силовая система противотаранного барьера замыкается (фиг. 3). Стальные канаты 8 через опоры 1 посредством штырей 2 передают ударную нагрузку на фундаменты (фиг. 3). Вместе с тем, благодаря тому, что силовая система и вспомогательные элементы в виде рамы 4, противовеса 5 и электропривода 6 развязаны скользящей заделкой (фиг. 4), то на них не передаются усилия, вызванные ударной нагрузкой. Все это позволяет сохранить в работоспособном состоянии после таранного удара транспортным средством вспомогательные элементы устройства. Замене подлежит только стрела 3 противотаранного барьера, что минимизирует материальные затраты при повторном введении в эксплуатацию изделия.
Применение стрелы в виде фермы (фиг. 1) дает возможность относительно сплошной балки взаимодействовать не только с передней подвеской транспортного средства, но также с рамой и кабиной за счет увеличения ширины зоны взаимодействия. Это позволяет предотвратить продвижение по инерции крупных частей транспортного средства за крайнюю поверхность противотаранного барьера, что расширяет возможность применения на эксплуатируемых объектах данного изделия.
Кроме этого, конструкция заявленного технического решения состоит из силовых и вспомогательных элементов, кинематически развязанных между собой скользящей заделкой (фиг. 4). В связи с этим усилия в элементах силовой системы, возникающие вследствие таранного удара транспортным средством, не передаются на вспомогательные узлы изделия, тем самым сохраняя их работоспособное состояние. Все это повышает ремонтопригодность устройства за счет сокращения сроков и объема работ по вводу противотаранного барьера в повторную эксплуатацию.
Кроме того, в конструкции заявленного технического решения отсутствует замковый механизм с электроприводом на противоположной опоре от рамы, что исключает необходимость прокладки дополнительных кабельных трасс, а также устройства его электроподогрева. Тем самым снижаются затраты на электроэнергию при эксплуатации в зимний период, упрощается конструкция и ведение монтажа, снижается себестоимость устройства по сравнению с прототипом и аналогом.