КОНЦЕВОЙ УЧАСТОК ДОРОЖНОГО БАРЬЕРНОГО ОГРАЖДЕНИЯ

Полезная модель относится к удерживающим дорожным ограждениям барьерного типа, предназначенным для установки на обочинах и разделительных полосах автомобильных дорог, а именно - к концевым (начальным и конечным) участкам ограждения.
Известны боковые удерживающие дорожные ограждения барьерного типа, в которых энергия удара гасится за счет упругопластической деформации материала элементов ограждения - стоек, балок, консолей и др., предназначенные для предотвращения съезда транспортного средства с земляного полотна дороги и мостового сооружения, переезда через разделительную полосу, столкновения со встречным транспортным средством, наезда на массивные препятствия и сооружения, расположенные на разделительной полосе, обочине и в полосе отвода дороги (ГОСТ Р 52606-2006. Технические средства организации дорожного движения. Классификация дорожных ограждений [1]).
Известны ограждения указанного типа, оснащенные начальным и конечным участками, выполненными с понижением по направлению от рабочего участка к поверхности дороги, а в ограждениях, устанавливаемых на обочине - также с плавным поворотом (отгоном) к бровке земляного полотна (ГОСТ 31994-2013. Технические средства организации дорожного движения. Ограждения дорожные удерживающие боковые для автомобилей. Общие технические требования [2]). Начальный и конечный участки предназначены для принятия продольного усилия, действующего при наезде автомобиля на рабочий участок ограждения. При этом балки барьерных ограждений на начальных и конечных участках понижают до поверхности дороги, т.е. свободный конец балки оказывается полностью заглублен (ГОСТ Р 52289-2004. Технические средства организации дорожного движения. Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих устройств [3]).
На начальном и конечном участках в известном ограждении верхняя кромка балки на значительном протяжении от заглубленного конца балки расположена весьма низко над поверхностью дороги - например, при высоте ограждения на рабочем участке 0,75 м и длине начального участка 18 м верхняя кромка балки на протяжении более 2 м располагается на высоте ниже 0,09 м над поверхностью дороги, а на протяжении 1 м - ниже 0,04 м., вследствие чего проявляются следующие недостатки известного ограждения:
- на протяжении нескольких метров балка не может выполнять даже функции бордюра - известно, что для удержания транспортного средства на проезжей части следует использовать бордюры высотой не менее 25 см (Методы обеспечения пассивной безопасности автомобильных дорог (пособие), ВНИИБД МВД СССР, 1980 [4]), но такая высота для указанного числового примера достигается только на расстоянии не менее 6 м от заглубленного конца балки;
- отгон ограждения к бровке земляного полотна в реальности оказывается соответственно значительно меньше расчетного, определяемого по полной длине начального/конечного участка;
- балка на протяжении нескольких метров от заглубленного конца балки визуально плохо различима, особенно при неблагоприятных погодных условиях.
Наклонное расположение балки на всем протяжении начального/конечного участка в известном ограждении так же создает опасность для участников дорожного движения ввиду того, что при наезде в торец ограждения в осевом направлении автомобиль попадает на наклонно установленную балку, что может привести к переворачиванию автомобиля.
Наиболее близким к предложенному концевому участку является известный концевой (начальный/конечный) участок дорожного ограждения барьерного типа, выполненный из закрепленных на стойках балок, с возможностью сопряжения с рабочим участком перед ним или после него, с понижением по направлению от рабочего участка к поверхности дороги, при этом на всем протяжении концевого участка верхняя кромка балки находится над поверхностью дороги (Технические условия ТУ 5216-067-36910961-97 с изменениями №1, 2. Ограждения дорожные, удерживающие, для автомобилей, боковые, первого типа в одностороннем и двустороннем исполнении. - ЗАО «Южуралавтобан», 2000 г., черт. 2в/ Режим доступа:
http://www.gostrf.com/normadata/1/4293807/4293807482.pdf [5]), выбранный в качестве прототипа полезной модели.
Здесь и далее по тексту используется обобщенный термин «концевой участок» для обозначения понятий «начальный участок» и «конечный участок».
В известном концевом участке свободный конец балки заглублен частично, и верхняя кромка на этом конце балки находится выше поверхности дороги (например, на половину высоты балки).
Однако, как и в известном ограждении [2], наклонное расположение балки на всем протяжении известного концевого участка [5] создает опасность для участников дорожного движения: при наезде в торец ограждения в осевом направлении автомобиль сразу попадает на наклонно установленную балку, что может привести к переворачиванию автомобиля.
Техническая задача, решаемая предлагаемой полезной моделью, заключается в повышении безопасности путем снижения риска переворачивания автомобиля при наезде в торец ограждения в осевом направлении.
Технический результат заключается в возможности предварительного торможения (снижения кинетической энергии) автомобиля при наезде на ограждение в осевом направлении, до момента его взаимодействия с наклонно установленной балкой. Кроме того, уменьшается объем земляных работ при установке концевых участков и повышается ремонтопригодность ограждения.
Указанный результат достигается тем, что концевой участок дорожного ограждения барьерного типа, выполненный из закрепленных на стойках балок, с возможностью сопряжения с рабочим участком перед ним или после него, с понижением по направлению от рабочего участка к поверхности дороги, при этом на всем протяжении концевого участка верхняя кромка балки находится над поверхностью дороги, в соответствии с предлагаемой полезной моделью содержит первую секцию, выполненную с возможностью сопряжения с рабочим участком, и вторую секцию, сопряженную с первой секцией, причем балка первой секции установлена с продольным уклоном по направлению к поверхности дороги, а балка второй секции ориентирована, в сущности, параллельно поверхности дороги.
Новые признаки - выполнение концевого участка состоящим из двух секций, из которых первая выполнена с возможностью сопряжения с рабочим участком, а вторая сопряжена с первой секцией, причем балка первой секции установлена с продольным уклоном, а балка второй секции ориентирована, в сущности, параллельно поверхности дороги, - обеспечивают при наезде в торец ограждения в осевом направлении возможность торможения автомобиля до момента его взаимодействия с наклонно установленной балкой первой секции, тем самым обеспечивается повышение безопасности.
В частном случае реализации полезной модели в узле сопряжения первой секции со второй секцией установлен угловой элемент для соединения балок этих секций под углом, идентичный угловому элементу, установленному в узле сопряжения первой секции с рабочим участком. Реализация этого признака возможна при любой конструкции указанного узла сопряжения, например, с применением известной секции балки угловой (см. ГОСТ 26804-2012. Ограждения дорожные металлические барьерного типа. Технические условия [6]).
Предпочтительно, нижняя кромка балки на всем протяжении второй секции находится на поверхности дороги или над этой поверхностью, т.е. балка второй секции установлена без заглубления, что позволяет устранить необходимость проведения земляных работ при установке концевых участков, а также повышает ремонтопригодность ограждения.
На свободном конце второй секции может быть установлен оголовок, примыкающий к торцу балки и выполненный с продольным уклоном по направлению от торца балки к поверхности дороги. Оголовок может быть выполнен из металла, а также из различных строительных материалов - бетона, полимерных материалов и т.д. В этом частном случае предотвращается возможность удара автомобиля непосредственно в торец балки второй секции, тем самым снижается опасность для участников дорожного движения при наезде автомобиля на ограждение в осевом направлении.
Предпочтительно, указанный оголовок и балка закреплены отдельно, т.е. оголовок крепится на отдельной (дополнительной) стойке, или на ближайшей к оголовку стойке второй секции отдельными крепежными средствами (болтами, гайками), не связанными с креплением балки на этой же стойке. В результате, предотвращается возможность перемещения оголовка совместно с балкой при отрыве последней, что могло бы представлять опасность.
Используемые термины имеют следующее значение:
- участок ограждения рабочий: основная часть ограждения, предназначенная для принятия ударных нагрузок и передачи возникающих усилий на начальный и конечный участки;
- участок ограждения концевой: начальный или конечный участок ограждения;
- участок ограждения начальный: часть ограждения, расположенная перед рабочим участком ограждения (по ходу движения автомобиля) и предназначенная для принятия продольного усилия, действующего при наезде автомобиля на рабочий участок ограждения;
- участок ограждения конечный: часть ограждения, расположенная после рабочего участка ограждения (по ходу движения автомобиля) и предназначенная для принятия продольного усилия, действующего при наезде автомобиля на рабочий участок ограждения;
- наезд на ограждение в осевом направлении: подход автомобиля к ограждению, при котором проекции на плоскость дороги продольных осей автомобиля и рабочего участка ограждения в начале контакта автомобиля с концевым участком параллельны одна другой.
Остальные термины известны из нормативных документов и технической литературы.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется на примере одностороннего барьерного ограждения, установленного на обочине автомобильной дороги, с использованием в качестве балки двухволнового гнутого профиля, и иллюстрируется чертежами, где:
- на фиг. 1 показано одностороннее барьерное ограждение, установленное на обочине автомобильной дороги, вид в плане;
- на фиг. 2 - начальный участок ограждения на фиг. 1, вид на лицевую поверхность балки;
- на фиг. 3 - вид А на фиг. 2;
- на фиг. 4 - то же, что фиг. 2, пример установки балки второй секции над поверхностью дороги;
- на фиг. 5 - вид Б на фиг. 4;
- на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 3;
- на фиг. 7 - разрез Г-Г на фиг. 3;
- на фиг. 8 - разрез Д-Д на фиг. 5;
- на фиг. 9 - узел Е на фиг. 4.
Одностороннее барьерное ограждение (фиг. 1), установленное на обочине 1 автомобильной дороги (на земляном полотне), содержит рабочий участок 2 и сопряженные с ним, соответственно перед ним и после него, начальный участок 3 и конечный участок 4. Ограждение содержит балки двухволнового гнутого профиля высотой H1, закрепленные на стойках. Конструкция начального участка 3 и конечного участка 4 одинакова. Направление движения транспортных средств по проезжей части дороги показано стрелкой.
Рабочий участок 2 содержит балку 5, закрепленную на стойках 6 с консолью 7 (см. фиг. 6), в качестве которой использована известная консоль жесткая КЖ по ГОСТ 26804-2012 [6]. Верхняя кромка балки 5 находится на высоте H2 над поверхностью дороги.
Начальный участок 3 (фиг. 2-3) состоит из первой секции 8, в которой балка 9 установлена с продольным уклоном, и второй секции 10, в которой балка 11 ориентирована, в сущности, параллельно поверхности дороги. Верхняя кромка балки 11 находится на высоте H3 над поверхностью дороги, причем в данном примере высота H3 выбрана меньше высоты балки H1, и нижняя кромка балки 11 находится под поверхностью дороги, т.е. балка 11 частично заглублена (см. фиг. 7).
Во второй секции 10 крепление балки 11 на стойках 12 выполнено без консоли, посредством скобы 13 (см. фиг. 7). В первой секции 8 крепление балки 9 на стойке 14 выполнено аналогично креплению балки 5 рабочего участка 2, а на стойке 15 - без консоли, посредством скобы 13.
Соединение балки 9 первой секции 8 с балкой 5 рабочего участка 2 и с балкой 11 второй секции 10 выполнено через промежуточные угловые элементы 16, в качестве которых использована известная секция балки угловая СБУ по ГОСТ 26804-2012 [6].
На свободном торце балки 11 установлен дугообразный в плане концевой элемент 17.
Ограждение работает следующим образом. При наезде транспортного средства (автомобиля) на барьерное ограждение в пределах рабочего участка 2 происходит его деформация, за счет чего осуществляется поглощение энергии удара, при этом продольное усилие передается через балку 5 на начальный участок 3 и конечный участок 4. Первая секция 8 начального участка 3 при боковом воздействии в пределах этой секции так же может поглощать энергию удара. При наезде на барьерное ограждение в осевом направлении в пределах второй секции 10 начального участка 3 указанная вторая секции выполняет функцию бордюра (энергия удара гасится за счет сопротивления колес и подвески автомобиля), обеспечивающего коррекцию траектории движения транспортного средства по направлению к первой секции. При наезде автомобиля в осевом направлении в торец второй секции 10 балка 11 попадает под днище автомобиля, и часть кинетической энергии транспортного средства гасится вследствие трения последнего о верхнюю кромку балки 11, после чего взаимодействие транспортного средства с наклонно установленной балкой 9 происходит уже с уменьшенной кинетической энергией.
В другом примере (фиг. 4-5) верхняя кромка балки 18 второй секции 10 начального участка 3 закреплена на стойках 19 и находится на высоте H4 над поверхностью дороги, причем в данном примере высота H4 выбрана больше высоты балки H1, вследствие чего нижняя кромка балки 18 находится над поверхностью дороги (см. фиг. 8).
К свободному торцу балки 18 примыкает оголовок 20, выполненный с продольным уклоном его верхней кромки 21 по направлению от торца балки 18 к поверхности дороги. Оголовок 20 не соединен с балкой 18, - он закреплен на стойке 22, заглубленной в земляное полотно дороги, отдельно от балки 18.
При наезде автомобиля на барьерное ограждение в осевом направлении в торец второй секции 10 автомобиль вначале приподнимается на оголовке 20, и только после этого взаимодействует с верхней кромкой балки 18. В остальном работа ограждения не отличается от изложенного выше в первом примере.
Изложенные примеры подтверждают возможность реализации полезной модели с применением стандартных элементов известных металлических дорожных ограждений.
Изложенные примеры не исчерпывают возможные варианты реализации полезной модели. Например, ограждение может быть двусторонним, балки ограждения могут иметь другой поперечный профиль, узлы соединения балок под углом могут иметь другую конструкцию, ограждение может быть многоярусным, консоли могут быть других типов, или консоли могут отсутствовать, и т.д.
Список использованных источников:
1. ГОСТ Р 52606-2006. Технические средства организации дорожного движения. Классификация дорожных ограждений.
2. ГОСТ 31994-2013. Технические средства организации дорожного движения. Ограждения дорожные удерживающие боковые для автомобилей. Общие технические требования.
3. ГОСТ Р 52289-2004. Технические средства организации дорожного движения. Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих устройств.
4. Методы обеспечения пассивной безопасности автомобильных дорог (пособие). ВНИИБД МВД СССР, 1980.
5. Технические условия ТУ 5216-067-36910961-97 с изменениями №1, 2. Ограждения дорожные, удерживающие, для автомобилей, боковые, первого типа в одностороннем и двустороннем исполнении. - ЗАО «Южуралавтобан», 2000 г., черт. 2в/ Режим доступа: http://www.gostrf.com/normadata/1/4293807/4293807482.pdf.
6. ГОСТ 26804-2012. Ограждения дорожные металлические барьерного типа. Технические условия.