СВЕТОВОЗВРАЩАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДОРОЖНОГО БАРЬЕРНОГО ОГРАЖДЕНИЯ
RETROREFLECTIVE DEVICE OF ROAD BARRIER FENCE

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть применено в конструкциях дорожных барьерных ограждений, а также ограждений других защищаемых или опасных объектов.
Известно световозвращающее устройство дорожного барьерного ограждения типа КД4-1, конструкция которого регламентирована ГОСТ Ρ 50971-96 «Световозвращатели дорожные. Общие технические требования. Правила применения». Устройство КД4-1 представляет собой кронштейн из листовой стали, имеющий в поперечном сечении форму зеркального отражения математического знака корня (см., рис. 1), который служит корпусом устройства. На наружных (рабочих) поверхностях V-образной части закрепляются (например, приклеиваются) отрезки световозвращающей пленки. На балке дорожного ограждения известное световозвращающее устройство может крепиться с помощью винтов или заклепок через отверстие в его основании, либо приклеиваться соответственно п. 5.7.1. ГОСТ Ρ 50971-96. Известная конструкция обеспечивает безопасность движения транспорта. Однако такое крепление в сочетании с плоской контактной поверхностью корпуса обуславливает концентрацию напряжений среза и отрыва. При ударе транспортного средства в аварийной ситуации или инструмента дорожной уборочной машины это приводит к разрушению крепежных деталей или корпуса устройства.
Известен также световозвращатель дорожный по патенту РФ на полезную модель №89125, который принят за прототип.
Устройство по прототипу содержит корпус, выполненный из цельного упругого материала, преимущественно резины, армированной синтетическим волокном. Корпус ограничен двумя рабочими плоскими поверхностями, основания которых сопряжены между собой под заданным углом с образованием ребра. С противоположной стороны от ребра образована плоская поверхность, которой корпус контактирует с балкой дорожного ограждения. Корпус прижат этой поверхностью к балке и закреплен на ней с помощью элементов крепления, который представляет собой шпильку с шайбой и гайкой, один конец которой вставлен в отверстие внутри корпуса и зафиксирован там с помощью съемного элемента фиксации - штыря.
Устройство по прототипу позволяет повысить прочность конструкции и устойчивость ее к деформациям под действием внешних нагрузок. Однако при деформации балки дорожного ограждения верхняя часть корпуса будет выступать над контуром балки и подвергнется деформациям среза, что может привести к разрушению корпуса. Кроме того, нарушение сплошности корпуса путем наличия в нем отверстий для разборки элементов фиксации будет способствовать концентрации напряжений в прилежащих участках корпуса, что снизит прочность устройства в целом.
Технический результат предлагаемого изобретения - повышение прочности световозвращающего устройства дорожного барьерного ограждения.
Предлагаемое световозвращающее устройство состоит из корпуса, ограниченного рабочей и контактной поверхностями. Контактная поверхность корпуса выполнена в соответствие с конфигурацией поверхности балки ограждения в зоне ее контакта с корпусом. Сечение корпуса по его горизонтальной оси выполнено в виде равнобедренного треугольника. На контактной поверхности корпуса выполнен выступ, форма которого соответствует форме крепежного отверстия в балке, а оси его симметрии совпадают с осями симметрии корпуса. В корпусе установлен крепежный элемент, состоящий из стержня с резьбой и гайки с шайбой. На плоских концах рабочей части корпуса выполнены углубления, в которых установлены светоотражающие элементы.
В отличие от прототипа, угол при основании равнобедренного треугольника в сечении корпуса по его горизонтальной оси взят в пределах 25…35°, высота этого треугольника равна 0,5…0,7 глубины впадины в средней части балки дорожного ограждения, на которой установлено предлагаемое устройство, а вершина этого треугольника скруглена дугой радиусом, выбранным в пределах 40…50 мм. Высота выступа принята равной толщине стенки балки дорожного ограждения. Стержень крепежного элемента снабжен головкой, которая скруглена радиусом, равным радиусу скругления средней части рабочей поверхности. Под головкой на стержне крепежного элемента выполнен уступ, головка крепежного элемента запрессована внутри корпуса. Плоскости дна углублений расположены под углом до 30° к плоскостям концов рабочей поверхности корпуса. Корпус выполнен из высокопрочного полимерного материала.
Предлагаемое устройство обеспечивает повышение прочности конструкции при внешних механических воздействиях на него. Это обеспечивается тем, что предлагаемая конфигурация корпуса даже при деформации кромок балки дорожного ограждения переводит прямые скалывающие удары в скользящие, что способствует возникновению в корпусе сжимающих напряжений вместо напряжений среза в устройстве по прототипу. Выполнение корпуса сплошным, без отверстий в его теле, приводит к уменьшению или к полному отсутствию концентрации напряжений внутри тела корпуса. Это также способствует повышению прочности предлагаемого устройства.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 и на фиг. 2 показан общий вид предлагаемого устройства, закрепленного на балке дорожного ограждения в рабочем положении, на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2, на фиг. 4 - схема построения сечения корпуса, показанного на фиг 3.
Предлагаемое световозвращающее устройство содержит корпус 1, ограниченный рабочей 2 и контактной 3 поверхностями (фиг. 1 и 2). Контактная поверхность 3 выполнена в соответствии с конфигурацией поверхности балки 4 дорожного барьерного ограждения в зоне ее контакта с корпусом 1. Сечение корпуса 1 по его горизонтальной оси (фиг. 3, сечение А-А)) выполнено в виде равнобедренного треугольника, угол при основании которого взят в пределах α=25…35°. Высота h (фиг. 4) этого треугольника принята равной 0,5…0,7 глубины H (фиг. 1 и 4) впадины в средней части балки дорожного ограждения, на которой установлено предлагаемое устройство, а вершина этого треугольника скруглена дугой радиусом выбранным в пределах R=40…50 мм. Такая форма обеспечивает более равномерное распределение нагрузки по всему телу корпуса 1, что повышает его прочность.
Выбор допустимого диапазона угла α обусловлен тем, что при α<25° угол наклона светоотражающих элементов 5 будет трудно выдержать в пределах рекомендаций ГОСТ Ρ 50971-96, что снизит безопасность движения транспорта по защищаемой магистрали, а при α>35° повысится вероятность скалывающего удара транспортного средства или инструмента дорожной уборочной машины.
Выбор радиуса R<40 мм увеличит высоту корпуса 1, что повысит вероятность удара по корпусу 1 при смятии профиля балки 4 при ударе транспортного средства или инструмента снегоуборочной машины. При R>50 мм уменьшение высоты корпуса 1 вызовет необходимость уменьшения ширины светоотражающего элемента 5, что снизит безопасность дорожного движения.
Корпус 1 выполнен из высокопрочного полимерного материала, например, из стеклонаполненного мегаамида ПА-СН-30-1Т, по ТУ2211-003-70926808-2005. Это также позволяет повысить прочность конструкции в целом.
На контактной поверхности 3 корпуса 1 выполнен выступ 6, форма которого соответствует форме овального крепежного отверстия в балке 4, рекомендованной ГОСТ 26804. Оси симметрии выступа 6 совпадают с осями симметрии корпуса 1. Высота выступа 6 выбрана равной толщине стенки балки 4 дорожного барьерного ограждения. Наличие выступа 6 обеспечивает точную установку корпуса 1 относительно поверхности балки 4. В центре выступа 6 в корпус 1 запрессован крепежный элемент, состоящий из стержня 7 с резьбой на рабочем конце, гайки 8, шайбы 9 и головки 10, которая помещена в тело корпуса 1. Головка 10 скруглена радиусом R, равным радиусу скругления средней части рабочей поверхности. Это обеспечивает одинаковую толщину слоя материала корпуса над головкой, что уменьшит вероятность концентрации напряжений в этом слое. Под головкой на стержне крепежного элемента выполнен уступ 11, предохраняющий крепежный элемент от проворачивания относительно корпуса 1. Такое расположение крепежного элемента обеспечивает сохранение сплошности корпуса 1, что также повышает его прочность при ударных нагрузках.
На плоских концах рабочей поверхности 2 корпуса 1 выполнены углубления 12, в которых установлены (например, приклеены) светоотражающие элементы 5. Плоскости дна углублений расположены под углом β≤30° к плоскостям концов рабочей поверхности корпуса. Это позволяет расположить светоотражающие элементы 5 в соответствие с рекомендациями ГОСТ Ρ 50971-96.
Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает достижение полезного эффекта, заключающегося в повышении прочности световозвращающего устройства дорожного барьерного ограждения и может быть изготовлено и использовано с помощью известных в технике средств и материалов. Следовательно, предлагаемое устройство обладает промышленной применимостью.