ФРОНТАЛЬНОЕ ОГРАЖДЕНИЕ ТРУБНОГО ТИПА

Полезная модель относится к непрерывным заградительным барьерам и может быть использована при обустройстве разделительных полос автодорог, автотрасс и мостов. [E01F 15/02, E01F 15/04].
Из уровня техники известен НАЧАЛЬНЫЙ УЧАСТОК ДОРОЖНОГО ОГРАЖДЕНИЯ [RU С C1, Опубл.: 20.12.07], характеризующийся рядом жестко закрепленных в полотне дороги стоек, установленной на стойках балкой ограждения, на начальном конце которой размещен с обеспечением возможности перемещения вдоль балки под воздействием фронтального удара транспортного средства буфер, состоящий из жестко соединенных между собой головки и хвостовика, при этом головка выполнена в виде полого корпуса, образованного ударной плитой, основанием и верхней поверхностью, расходящимися от хвостовика, и двумя боковыми стенками, установленными под углом друг к другу с образованием постепенно суживающегося от хвостовика к ударной плите продольного сечения, между одной из боковых стенок и ударной плитой образована щель, через которую выведен за пределы этой боковой стенки изогнутый свободный конец другой боковой стенки с образованием устья выхода балки ограждения между боковыми стенками, при этом в изогнутом конце второй боковой стенки жестко закреплена криволинейная направляющая, установленная с обеспечением возможности уменьшения по отношению к радиусу изогнутого свободного конца второй задней стенки радиуса изгиба нижнего края выходящей из буфера во время удара балки ограждения.
Недостатком аналога является высокая способность к разрушению, обусловленная тем, что компенсация кинетической энергии от удара транспортного средства осуществляется за счёт работы по деформации (скручиванию) балки и за счёт разрушения более половины элементов конструкции.
Также известно ДВУХСТОРОННЕЕ ФРОНТАЛЬНО-БОКОВОЕ ДОРОЖНОЕ ОГРАЖДЕНИЕ [RU 169182 U1, Опубл.: 09.03.17], содержащее две продольные балки, закрепленные на вертикальных опорах, которые установлены в грунт-основание, отличающееся тем, что вдоль балок выполнены продолговатые отверстия под болтовые соединения с консолями опор, которые установлены в два ряда, на начальном участке опоры расположены в гильзах, которые установлены в грунт-основание, и зафиксированы в них срезными болтами, в консолях выполнены отверстия, через которые вдоль балок натянуты два троса, при этом на начальном участке ограждения концы тросов якорным соединением прикреплены к грунт-основанию, а другие концы тросов закреплены в натяжителях, которые расположены на рабочем участке ограждения, буфер фронтального удара выполнен в виде вертикальной плиты, которая прикреплена к торцам балок на начальном участке и соединена направляющей с крайними опорами начального участка ограждения.
Недостатком аналога является высокая способность к разрушению, обусловленная тем, что компенсация кинетической энергии от удара транспортного средства осуществляется за счёт работы по разрушению боковых балок и стоек, требующих практически полной замены боковых балок и большинства стоек после срабатывания.
Наиболее близким по технической сущности является ДВУХСТОРОННЕЕ ФРОНТАЛЬНО-БОКОВОЕ ОГРАЖДЕНИЕ [RU 169180 U1, Опубл.: 09.03.17], содержащее боковые ударные балки, между которыми установлены продольные балки основания и прямоугольные рамы поперечной жесткости, на начальном участке ограждения расположена ножевая рама, которая выполнена из балок и содержит прямоугольное основание, с одной стороны по бокам которого установлены вертикальные стойки, которые в верхней части соединены двумя поперечинами, между нижней поперечиной и противолежащей стороной основания установлены наклонные балки, на основании ножевой рамы между вертикальными стойками установлены вертикальные разрезные пластины, при этом между балками основания расположены демпфирующие пластины с несколькими рядами отверстий, на начальном участке которых выполнены ответные разрезным пластинам продолговатые отверстия, отличающееся тем, что на нижних торцах вертикальных стоек ножевой рамы установлены зацепы, которые расположены ниже основания ножевой рамы таким образом, что балки основания ограждения расположены между основанием ножевой рамы, вертикальными стойками и зацепами, перед ножевой рамой установлен узел фронтального удара, который состоит из ударной плиты, которая по бокам сопряжена с направляющими под боковые ударные балки, сверху узла фронтального удара расположена секция крышки ограждения, при этом сверху ограждения между поперечными рамами и боковыми ударными балками расположены прямоугольные секции крышки ограждения.
Основной технической проблемой прототипа является невозможность восстановления работоспособности ограждения после наезда на него транспортного средства без значительного ремонта и привлечения квалифицированных рабочих, обусловленное тем, что компенсация кинетической энергии от наезда транспортным средством осуществляется за счёт работы по смещению секций вдоль основания и разрушению демпфирующих пластин, требующих полной замены демпфирующих пластин и частичной замены боковых балок.
Задачей полезной модели является устранение недостатков прототипа.
Техническим результатом полезной модели является снижение трудоемкости восстановления ограждения.
Указанный технический результат достигается за счет того, что фронтальное ограждение трубного типа, содержащее направляющие скольжения, начальную и промежуточные секции, боковые балки и демпфирующий элемент, отличающийся тем, что дополнительно содержит конечную секцию и направляющие трубы, при этом направляющие скольжения смонтированы на опорах, начальная, промежуточные и конечная секции выполнены из вертикальных прямоугольных рам, каждая из которых содержит вертикальные стойки, расположенные на продольных направляющих, вертикальные стойки в верхней части и направляющие соединены поперечинами, при этом начальная секция содержит как минимум две вертикальные прямоугольные рамы, соединенные между собой продольными направляющими и диагональными соединителями, верхние части вертикальных стоек и противоположные стороны направляющих конечной секции соединены наклонными упорами, в передней части конечной секции перпендикулярно плоскости рамы смонтирован упор, содержащий горизонтальные направляющие, в передней части которых смонтирована упорная рама, внутри рам секций горизонтально смонтированы направляющие трубы, при этом труба начальной секции своими торцами опирается на вертикальные рамы секции, а трубы внутри промежуточных секций смонтированы таким образом, что один конец трубы первой промежуточной секции опирается на держатели, смонтированные по углам рамы, другой торец трубы первой промежуточной секции вставлен внутрь трубы начальной секции, а торцы труб каждой последующей промежуточной секции вставлены в трубу предыдущей секции, при этом внешний диаметр направляющих труб уменьшается от начальной до последней промежуточной секции с шагом, равным толщине труб, при этом торец предыдущей трубы, вставленный в последующую выполнен наглухо закрытым, к вертикальным стойкам начальной, промежуточных и конечной секций болтовыми соединениями прикреплены боковые балки, в передней части начальной секции смонтирован демпфирующий элемент.
В частности, направляющие скольжения соединены между собой траверсами, смонтированными у их торцов.
В частности, направляющие скольжения выполнены в виде двутавровых балок.
В частности, направляющие секций выполнены из труб квадратного сечения.
В частности, внутренние размеры направляющих секций соразмеримы с профильными размерами направляющих скольжения.
В частности, соединения вертикальных стоек, поперечин, направляющих и продольных соединителей начальной секции усилены треугольными элементами жесткости.
В частности, соединения горизонтальных направляющих упора с конечной секцией усилено треугольными элементами жесткости.
В частности, элементы жесткости выполнены из металлических пластин в виде прямоугольных равнобедренных прямоугольников.
В частности, между вертикальными стойками и поперечинами секций смонтированы промежуточные вертикальные и горизонтальные поперечины.
В частности, боковые балки выполнены из изогнутого профиля.
В частности, конечная секция опирается на дополнительные опоры, смонтированные в грунт-основание.
Краткое описание чертежей.
На фиг.1 показан общий вид фронтального ограждения трубного типа.
На фиг.2 показан вид спереди начальной секции.
На фиг.3 показан вид сбоку начальной секции.
На фиг.4 показан вид спереди промежуточной секции.
На фиг.5 показан вид сбоку промежуточной секции.
На фиг.6 показан вид сбоку конечной секции.
На фиг.7 показан вид сверху конечной секции.
На фиг.8 показан вид спереди траверсы.
На фиг.9 показан вид сбоку траверсы.
На фиг.10 показан общий вид боковой балки начальной секции.
На фиг.11 показан общий вид боковой балки промежуточной и конечной секций.
На фиг.12 показан общий вид фронтального ограждения трубного типа.
На фигурах обозначено: 1 – опоры, 2 – направляющие скольжения, 3 – направляющие начальной секции, 4 – направляющие промежуточных секций, 5 – направляющие конечной секции, 6 – вертикальные стойки рам, 7 – поперечины рам, 8 – продольные направляющие начальной секции, 9 – диагональные соединители начальной секции, 10 – треугольные элементы жесткости, 11 – промежуточная горизонтальная поперечина начальной секции, 12 – промежуточные вертикальные поперечины начальной секции, 13 – направляющие трубы, 14 – держатели, 15 – вертикальная промежуточная стойка конечной секции, 16 – горизонтальные поперечины конечной секции, 17 – наклонные упоры, 18 – горизонтальные направляющие упора конечной секции, 19 – прямоугольная упорная рама, 20 – траверсы, 21 – опоры конечной секции, 22 – дополнительные опоры ограждения, 23 – болтовые соединения, 24 – боковые балки начальной секции, 25 – боковые балки промежуточных секций, 26 – демпфирующий элемент.
Осуществление полезной модели.
Фронтальное ограждение трубного типа содержит опоры 1 (см.Фиг.1), смонтированные в грунт-основание. На опорах 1 параллельно друг другу смонтирована пара направляющих скольжения 2, выполненные в виде двутавровых балок. На направляющие скольжения 2 опираются своими направляющими 3, 4 и 5 начальная, промежуточные и конечная секции соответственно, при этом направляющие 3-5 выполнены в виде труб квадратного профиля, внутренние размеры которых соразмеримы с профилем направляющих скольжения 2. Направляющие 3-5 зафиксированы на направляющих скольжения 2 болтовыми соединениями 23.
Начальная секция (см.Фиг.2) выполнена из пары одинаковых прямоугольных рам, каждая из которых выполнена из пары параллельных вертикальных стоек 6, опирающихся на направляющие начальной секции 3. Между вертикальными стойками 6 в верхней части и направляющими 3 в нижней части рам смонтированы поперечины 7. Рамы соединены между собой продольными направляющими 8 (см.Фиг.3), а пара противоположных углов каждой из сторон рам соединены дополнительно диагональными направляющими 9. Соединения вертикальных стоек 6, поперечин 7, направляющих 3 и продольных направляющих 8 усилены треугольными элементами жесткости 10, смонтированным по внутренним углам начальной секции.
Внутри первой рамы начальной секции в ее центральной части между вертикальными стойками 6 смонтирована промежуточная горизонтальная поперечина 11, а между промежуточной горизонтальной поперечиной 11 и поперечинами 7 смонтированы по одной промежуточной вертикальной поперечины 12.
Внутри начальной секции к вертикальным стойкам 6 и поперечинам 7 смонтирована направляющая труба 13, при этом один из торцов трубы 13 упирается в промежуточные горизонтальную 11 и вертикальные 12 поперечины первой рамы начальной секции.
Промежуточные секции (см.Фиг.4) содержат вертикальные стойки 6, опирающиеся на направляющие промежуточных секций 4. Вертикальные стойки 6 в верхней части и направляющие 4 в нижней части соединены поперечинами 7. Внутри промежуточных секций в их центральных частях на держателях 14, расположенных по углам рам, смонтированы направляющие трубы 13 таким образом, что один торец трубы 13 опирается на держатели 14, второй торец трубы 13 первой после начальной секции промежуточной секции вставлен внутрь трубы 13 начальной секции, а каждой последующей промежуточной секции в трубу 13 предыдущей секции, при этом внешний диаметр направляющих труб 13 уменьшается от начальной до последней промежуточной секции с шагом, равным толщине труб. Отверстие каждой части трубы 13, вставленной в трубу 13 соседней секции выполнены наглухо закрытым.
Конечная секция (см.Фиг.7) содержит вертикальные стойки 6, опирающиеся на направляющие конечной секции 5. Вертикальные стойки 6 в верхней части и направляющие 5 в нижней части соединены поперечинами 7 (см.Фиг.7). Между поперечинами 7 по центру смонтирована вертикальная промежуточная стойка 15, а между вертикальной промежуточной стойкой 15 и вертикальными стойками 6 смонтированы горизонтальные поперечины 16. Верхние торцы вертикальных стоек 6 соединены с задними торцами направляющих 5 наклонными упорами 17. В передней части конечной секции перпендикулярно к вертикальной промежуточной стойке 15 смонтирован упор, выполненный в виде пары горизонтальных направляющих 18 в передней части которых смонтирована прямоугольная упорная рама 19. Соединение горизонтальных направляющих 18 упора и вертикальной промежуточной стойки 15 усилено треугольными элементами жесткости 10, прикрепленными к горизонтальным поперечинам 16 с обоих сторон каждой из горизонтальных направляющих 18.
Направляющие скольжения 2 в передней части перед начальной секции и в задней части после конечной секции соединены между собой траверсами 20 (см.Фиг.8) Конечная секция опорами 21, смонтированными в нижней части опирается на дополнительные опоры 22 смонтированными в грунт-основание.
К вертикальным стойкам 6 начальной секции болтовыми соединениями 23 прикреплены боковые балки 24 (см.Фиг.10). К вертикальным стойкам 6 промежуточных и конечной секций болтовыми соединениями 23 прикреплены боковые балки 25 (см.Фиг.11). Боковые балки 24 и 25 выполнены из изогнутого профиля с возможность повышения сопротивления деформации при наезде на них транспортного средства.
В передней части начальной секции смонтирован демпфирующий элемент 26.
Фронтальное ограждение трубного типа используют следующим образом.
В момент фронтального удара при наезде на ограждение транспортное средство первоначально воздействует на демпфирующий элемент 26, деформация которого снижает кинетическую энергию удара транспортного средства. Одновременно начальная секция, на которой закреплён демпфирующий элемент 26, приводится в поступательное движение по направляющим скольжения 2 до каждой последующей промежуточных секций, при этом происходит рассеивание кинетической энергии на рассечение болтов соединений 23, соединяющих направляющие 3, 4 начальной и промежуточных секций с направляющими скольжения 2 и болтовых соединений 23, соединяющих боковые балки 24 и 25, перемещению начальной и промежуточных секций по направляющим скольжения 2, перемещению труб 13 и за счёт работы на преодоление увеличивающегося давления в трубах 13 при движении их внутри друг друга.
Заявленный технический результат – снижение трудоемкости восстановления ограждения достигается за счет того, что рассеивание кинетической энергии от транспортного средства при его фронтальном наезде на ограждение осуществляется за счет работы элементов ограждения, затрачиваемой на рассечение болтов соединений 23, соединяющих направляющие 3, 4 начальной и промежуточных секций с направляющими скольжения 2 и болтовых соединений 23, соединяющих боковые балки 24 и 25, перемещению начальной и промежуточных секций по направляющим скольжения 2, перемещению труб 13 и за счёт работы на преодоление увеличивающегося давления в трубах 13 при движении их внутри друг друга и для восстановления работоспособности ограждения необходимо лишь передвинуть смещённые промежуточные и начальную секции на исходные места вдоль направляющих скольжения 2, замены, при необходимости повреждённых болтовых соединений 23 и демпфирующего элемента 26.
В 2016 г. заявитель изготовил макет фронтального ограждения, опытная эксплуатация, которого подтвердила достижение заявленного технического результата.