Быстровозводимое мобильное ограждение
PREFABRICATED MOBILE FENCE

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для ограничения потока людей и сдерживания напора толпы, в частности при проведении массовых мероприятий.
Известен барьер сдерживания потока людей при проведении массовых мероприятий, описанный в патенте GB 2228510 A от 29.08.1990 г., представляющий собой соединенные между собой с помощью крючковых соединений секции, формирующие преграды необходимой длины. Каждая секция представляет собой сборно-разборное устройство, состоящее из двойной вертикальной рамы, внутри которой смонтирована проволочная сетка или фанерный щит, и основания, состоящего из горизонтальной рамы, шарнирно соединенной с горизонтальной металлической опорной пластиной. Для придания устройству рабочего положения, вертикальная рама снабжена специальными поворотными стойками, удерживающими данную раму в вертикальном положении.
Недостатком изобретения является то, что для зацепления с поверхностью ограждаемого периметра используется металлическая опорная пластина, передняя часть которой имеет загнутую к поверхности форму. Такая конструкция основания не позволит гарантированно зафиксировать секции барьера на поверхности ограждаемого периметра, что может привести к сдвигу всего барьера при возникновении напора толпы при проведении массовых мероприятий.
Известен барьер для сдерживания большого количества людей при проведении массовых мероприятий, описанный в патенте US 6296234 B1 от 10.02.2001 г., представляющий собой соединенные между собой с помощью крепежных элементов (болтов, гаек) и цилиндрических штифтов секций, каждая из которых состоит из вертикально расположенного плоского сетчатого экрана, шарнирно закрепленного на прямоугольном горизонтальном основании.
Недостатком изобретения является то, что горизонтальная рама, являющаяся основанием секций барьера, не оборудована грунтозацепами, позволяющими при возникновении напора толпы гарантировано зафиксировать секции барьера на поверхности ограждаемой территории. Повышение устойчивости на поверхности ограждаемого периметра предусматривается только с помощью сотрудников безопасности, которые занимают позицию на горизонтальном основании, тем самым увеличивая вес секции барьера.
Известен переносной барьер сдерживания потока людей при проведении массовых мероприятий, описанный в патенте US 20100301295 A1 от 12.02.2010 г., представляющий собой соединенные друг с другом штыревыми соединениями складывающиеся секции, каждая из которых состоит из вертикально расположенного плоского сетчатого экрана с платформой для наблюдения за обстановкой, шарнирно закрепленного на прямоугольном горизонтальном основании.
Недостатком изобретения является то, что прямоугольное горизонтальное основание складывающейся секции, не оборудовано какими-либо приспособлениями для его фиксации на поверхности ограждаемой территории и при возникновении напора толпы, при проведении массовых мероприятий, может быть сдвинуто с места, что может привести к сдвигу всего барьера и не выполнения его основной функции - сдерживание потока людей.
Известен модульный складной барьер для управления потоком людей при проведении массовых мероприятий, описанный в патенте US 7172176 В1 от 15.05.2007 г., состоящий из соединенных между собой с помощью штыревых соединений секций, выполненных в виде шарнирно соединенных друг с другом горизонтальной опорной рамы и барьерной рамы с поворотными стойками и площадкой для наблюдения за обстановкой между ними.
Недостатком изобретения является то, что горизонтальная опорная рама не оборудована какими-либо приспособлениями для сцепления с поверхностью, на которой она расположена, что существенно повышает вероятность сдвига всей конструкции при возникновении воздействия на нее больших масс людей.
Известен оборонительный барьер для сдерживания потока людей при проведении массовых мероприятий описанный в патенте KR 100834597 В1 от 06.02.2008 г., выбранный авторами в качестве прототипа, представляющий собой соединенные между собой секции, состоящие из закрепленной на земле анкерными болтами горизонтальной рамы с грунтозацепами и шарнирно соединенную с ней вертикальную стену, с наклонными опорными стойками и постаментом для наблюдения за обстановкой.
Недостатком данного изобретения является то, что кроме грунтозацепов с нерегламентированными свойствами и расположением на основании, горизонтальная рама фиксируется на поверхности анкерными болтами. Такой способ фиксации секций барьера на местности приводит к существенному увеличению времени возведения (демонтажа) всего барьера, что, в свою очередь, лишает данное устройство мобильности.
Заявленное авторами быстровозводимое мобильное ограждение состоит из соединенных друг с другом складывающихся барьерных модулей (см. Рис. 1), включающих в себя вертикальный экран 1 из закрепленных на металлической раме металлических листов или сеток, шарнирно соединенный с платформой для наблюдения 2 и основанием 3, на нижней части которого установлены грунтозацепы 4. Грунтозацепы распределены по всей площади основания, выполнены из стали с твердостью 50-60 HRC в форме треугольника, одна сторона которого примыкает к основанию, а угол при вершине составляет 60-90°, при этом расстояние между двумя любыми грунтозацепами составляет 0,2-0,4 ширины основания (в направлении перпендикулярном вертикальному экрану).
Целью изобретения является получение быстровозводимого мобильного ограждения, которое обеспечивает ограничение потока людей и сдерживание напора толпы при проведении массовых мероприятий за счет внедрения в конструкцию основания барьерного модуля грунтозацепов, с помощью которых увеличивается сопротивление всего ограждения сдвигу при возникновении на него воздействия.
Технический результат изобретения достигается за счет выполнения на нижней части основания, опирающегося на поверхность, распределенных по всей его площади грунтозацепов из стали с твердостью 50-60 HRC, в форме треугольника, одна сторона которого примыкает к основанию, а угол при вершине составляет 60-90°, при этом расстояние между двумя любыми грунтозацепами составляет 0,2-0,4 ширины основания (в направлении перпендикулярном вертикальному экрану).
Выполнение этих условий обеспечивает при возникновении воздействия большого количества людей на быстровозводимое мобильное ограждение сцепление его с поверхностью, на которой данное заграждение применяется, а также гарантированное исключение его сдвига, а следовательно, обеспечивает выполнение быстровозводимым мобильным ограждением своей основной функции - сдерживание потока людей и напора толпы при проведении массовых мероприятий.
Заявленное авторами ограждение работает следующим образом. Для того чтобы сдвинуть или перевернуть барьерный модуль, людям необходимо приблизиться к нему, тем самым наступив на выступающую перед барьерным модулем часть основания. Далее, при наваливании людей на вертикальный экран барьерного модуля, возникает внешняя горизонтальная нагрузка, которая передается на часть основания барьерного модуля, находящуюся внутри ограждаемого периметра. Так как на нижней части основания, опирающейся на поверхность, по всей его площади выполнены грунтозацепы, то под действием собственной массы заграждения, массы людей, пытающихся его сдвинуть, и массы сотрудника безопасности, находящегося на платформе для наблюдения, происходит внедрение грунтозацепов в дорожное покрытие ограждаемого периметра, что существенно снижает возможность сдвига барьерного модуля, а значит и всей конструкции быстровозводимого мобильного ограждения.
Гарантированная эффективность достигается, когда грунтозацепы выполнены из стали с твердостью 50-60 HRC.
Если твердость стали, из которой выполнены грунтозацепы, ниже 50 HRC, то она становится соизмерима или меньше твердости покрытия ограждаемого периметра. Как правило, быстровозводимые мобильные ограждения используются в городах, на поверхностях с твердым покрытием, таким как цементобетонное монолитное, железобетонное или армобетонное сборное, асфальтобетонное и т.д. Такие материалы, как бетон и различные фракции щебня, которые могут входить в состав покрытий ограждаемого периметра, имеют достаточно высокую твердость. Соответственно, если твердость стали, из которой выполнены грунтозацепы, ниже, чем твердость покрытия ограждаемого периметра, то заостренные вершины грунтозацепов физически не смогут внедриться в поверхность ограждаемого периметра при возникновении воздействия людей в ходе проведения массовых мероприятий и обеспечить гарантированное выполнение быстровозводимым мобильным ограждением своей функции.
Если твердость стали, из которой выполнены грунтозацепы, выше 60 HRC, то сталь, как правило, обладает следующими негативными свойствами: высокая хрупкость и плохая свариваемость.
Высокая хрупкость может привести к хрупкому разрушению грунтозацепов в момент возникновения нагрузки. После разрушения одного или нескольких грунтозацепов возникает вероятность сдвига барьерного модуля и всего быстровозводимого мобильного ограждения в целом.
Плохая свариваемость стали, из которой выполнены грунтозацепы, не позволяет обеспечить прочные сварные швы, которыми грунтозацепы соединяются с нижней частью основания барьерного модуля. При возникновении напора толпы в ходе проведения массовых мероприятий на ограждение возможно разрушение этих сварных швов, что может привести к отделению (отрыву) грунтозацепов и дальнейшему сдвигу барьерного модуля и всего быстровозводимого мобильного ограждения в целом.
Таким образом, оптимальный диапазон твердости стали, из которой выполнены грунтозацепы, составляет 50-60 HRC.
Гарантированная эффективность достигается, когда грунтозацепы имеют форму треугольника, одна сторона которого примыкает к основанию, а угол при вершине составляет 60-90°, а расстояние между двумя любыми грунтозацепами составляет 0,2-0,4 ширины основания (в направлении перпендикулярном вертикальному экрану).
Если угол при вершине треугольника, образующего грунтозацеп, менее 60°, то грунтозацеп будет представлять собой вытянутый к вершине треугольник с основанием небольшой величины, что приведет к ухудшению прочностных характеристик грунтозацепа. При возникновении горизонтальной сдвигающей нагрузки на барьерный модуль, может произойти обламывание или отделение от основания одного или нескольких грунтозацепов и, в дальнейшем, сдвиг вдоль поверхности ограждаемого периметра как барьерного модуля, так и всего ограждения в целом.
Если угол при вершине треугольника, образующего грунтозацеп, будет более 90°, то величина выступания такого грунтозацепа будет незначительной, большие углы при вершинах треугольников, образующих грунтозацепы, придают грунтозацепу плавную волнообразную форму и, как следствие, снижение способности внедрения в поверхность дорожного полотна. При возникновении горизонтальной сдвигающей нагрузки может произойти проскальзывание по поверхности ограждаемого периметра барьерного модуля и всего ограждения в целом.
Если расстояние между двумя любыми грунтозацепами будет составлять менее 0,2 ширины основания (в направлении перпендикулярном вертикальному экрану), то это приведет к тому, что грунтозацепы будут размещены вплотную друг к другу. Частое размещение грунтозацепов приведет к снижению давления, оказываемого каждым отдельно взятым грунтозацепом на дорожное покрытие, и снижению вероятности сцепления основания барьерного модуля с поверхностью ограждаемого периметра при возникновении горизонтальной сдвигающей нагрузки, что может привести к сдвигу всего ограждения. Кроме того, слишком частое расположение грунтозацепов приведет к увеличению трудоемкости работ по их установке и, соответственно, стоимости всего барьерного модуля.
Под воздействием собственной массы и дополнительной массы наступающих на основание людей, грунтозацепы продавливают поверхность ограждаемого периметра и внедряются в дорожное покрытие, тем самым позволяя барьерному модулю зацепиться за поверхность и исключить сдвиг. При расстоянии между двумя любыми грунтозацепами более 0,4 ширины основания (в направлении перпендикулярном вертикальному экрану), их количество на нижней части основания будет незначительным и, следовательно, точек соприкосновения основания и поверхности ограждаемого периметра будет также небольшим, что может привести к сдвигу барьерного модуля при возникновении горизонтальной сдвигающей нагрузки, а значит и к сдвигу всего быстровозводимого мобильного ограждения.
Таким образом, оптимальный угол при вершине треугольника, образующего грунтозацеп, составляет 60-90°, а расстояние между двумя любыми грунтозацепами составляет 0,2-0,4 ширины основания (в направлении перпендикулярном вертикальному экрану). При таких условиях при возникновении воздействия людей на барьерный модуль в ходе проведения массовых мероприятий, будет обеспечено сцепление ограждения с поверхностью ограждаемого периметра.
Для проведения испытаний на заводе специальных материалов АО «НПО Спецматериалов» была изготовлена серия образцов барьерных модулей быстровозводимого мобильного ограждения с различными значениями углов при вершине треугольника, образующего грунтозацеп, и различными расстояниями между двумя соседними грунтозацепами. Перечень образцов представлен в таблице 1.
Для каждого образца грунтозацепы были выполнены из листовой стали СПС-43 толщиной 4,5 мм с различными значениями твердости (55 HRC для образцов №2 и №3., 62 HRC - для образца №1). Необходимая твердость стали достигалась путем ее термообработки в камерной электрической шахтной печи.
В испытательном центре специальных материалов АО «НПО Спецматериалов» (аттестат аккредитации № РОСС RU.0001.22C308 от 26.08.2014) с привлечением сотрудников Северо-западного округа войск национальной гвардии Российской Федерации каждый образец был подвергнут испытаниям по сдерживанию напора толпы при проведении массовых мероприятий. Поверхность ограждаемого периметра, на котором проводились испытания - асфальтобетон. Закрепления барьерных модулей к поверхности ограждаемой территории не производилось.
Испытания проводились с привлечением личного состава войск национальной гвардии, назначенного в расчеты применения ограждения, а также в группы условных нарушителей, путем проведения основных действий, применяемых правонарушителями в ходе массовых беспорядков.
Группа образцов №1 и образцов №3 испытания не прошли, так как при воздействии условных нарушителей были сдвинуты на значительное расстояние. Кроме того, у группы образцов №1 были оторваны до 30% грунтозацепов.
Группа образцов №2 испытания прошли успешно, так как при воздействии условных нарушителей не получили никаких повреждений, не нарушили целостности ограждения и не были сдвинуты с установленного места.
Таким образом, действие заявляемых параметров изобретения позволило обеспечить достижение заявленного технического результата -получение быстровозводимого мобильного ограждения, представляющего собой соединенные между собой секции, формирующие преграды необходимой длины, которое обеспечивает ограничение потока людей при проведении массовых мероприятий за счет применения на нижней части основания, опирающегося на поверхность ограждаемого периметра, металлических грунтозацепов.
Заявленное техническое решение по конструктивным особенностям быстровозводимых мобильных ограждений является новым, так как совокупность отличительных признаков изобретения, в том числе и в частных случаях, неизвестна из литературных данных и практического опыта работ в этой области.
Решение соответствует критерию «изобретательский уровень», так как предложенное не следует явным образом для специалиста из анализа отечественного и зарубежного уровня техники.