СВЕТОВОЗВРАЩАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДОРОЖНОГО БАРЬЕРНОГО ОГРАЖДЕНИЯ
ROAD GUARDRAILS REFLECTIVE DEVICE

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть применено в конструкциях дорожных барьерных ограждений, а также ограждений других защищаемых или опасных объектов.
Известен световозвращатель дорожный по патенту РФ на полезную модель №89125. Известное устройство 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, корпус которой контактирует с балкой дорожного ограждения. Корпус прижат этой поверхностью к балке и закреплен на ней с помощью элементов крепления, которые представляют собой шпильку с шайбой и гайкой, один конец шпильки вставлен в отверстие внутри корпуса и зафиксирован там с помощью съемного элемента фиксации - штыря.
Известное устройство 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.
Известно также световозвращающее устройство дорожного барьерного ограждения (пат. РФ №2613059), которое принято за прототип. Устройство по прототипу содержит корпус, выполненный из высокопрочного полимерного материала, и ограничен рабочей и контактной поверхностями. Контактная поверхность соответствует конфигурации балки ограждения. Корпус имеет сечение в виде равнобедренного треугольника с углом при основании 25…35° и с вершиной, скругленной радиусом 40…50 мм. Высота этого треугольника принята равной 0,5…0,7 глубины впадины балки дорожного ограждения. На контактной поверхности корпуса выполнен выступ, соответствующий крепежному отверстию в балке, высота выступа равна толщине стенки балки. Крепежный элемент состоит из стержня с резьбой и со скругленной головкой, запрессованной в корпусе, и гайки с шайбой. На стержне выполнен уступ. На плоских концах рабочей части корпуса выполнены углубления, в которых установлены светоотражающие элементы. Дно углублений расположено под углом до 30° к плоскостям концов рабочей поверхности корпуса. Устройство по прототипу обладает повышенной прочностью при внешних механических воздействиях.
Однако устройство по прототипу имеет ряд недостатков, ухудшающих его эксплуатационные свойства. Полимерный корпус устройства по прототипу выполнен как монолитная деталь, что может привести к значительным утяжкам, изменяющим геометрические размеры корпуса после его выемки из пресс-формы и остывания. Вследствие различий коэффициентов термического линейного расширения возникает риск ослабления момента затяжки гайки крепежного элемента, появления люфта в зоне контакта корпуса устройства с поверхностью балки дорожного ограждения и преждевременная потеря функциональных свойств устройства. Угол наклона дна углубления относительно плоскости участков рабочей поверхности корпуса усложняет конструкцию устройства. Все это уменьшает прочность и надежность конструкции устройства по прототипу.
Технический результат предлагаемой конструкции - повышение прочности и надежности световозвращающего устройства.
Сущность предлагаемого световозвращающего устройства заключается в том, что устройство содержит корпус, выполненный из высокопрочного полимерного материала и ограниченный контактной и рабочей поверхностями. Контактная поверхность выполнена в соответствие с конфигурацией поверхности балки дорожного ограждения в зоне ее контакта с корпусом. В средней части контактной поверхности корпуса выполнен выступ, высота которого равна толщине стенки балки дорожного ограждения. Форма выступа соответствует форме крепежного отверстия в балке, а оси симметрии выступа совпадают с осями симметрии корпуса. В корпусе установлен крепежный элемент, состоящий из шпильки или болта с гайками и шайбами. На плоских участках рабочей поверхности корпуса выполнены углубления, в которых установлены светоотражающие элементы.
В отличие от прототипа сечение корпуса по его горизонтальной оси выполнено в форме равнобедренной трапеции, высота которой составляет 0,6…0,8 глубины впадины в средней части балки дорожного ограждения. Углы трапеции при большем основании равны 60±1°. Корпус со стороны контактной поверхности выполнен полым. В полости расположены ребра жесткости, торцы которых вместе с торцами стенок корпуса образуют контактную поверхность. В центре полости имеется монолитный силовой элемент, на нижнем торце которого выполнен выступ. В силовом элементе выполнено сквозное крепежное отверстие. Со стороны выступа в крепежное отверстие вставлена металлическая втулка. С противоположной стороны отверстие выполнено под головку или гайку крепежного элемента, стержень которого вставлен во втулку. Контур углублений на плоских участках рабочих поверхностей соответствует контуру светоотражающих элементов. На горизонтальных сторонах светоотражающих элементов выполнены защелки и выступы. На горизонтальных сторонах углублений на участках рабочей поверхности корпуса выполнены пазы, соответствующие защелкам и выступам. В корпусе могут быть установлены портативные электронные ЧИП-элементы.
Предлагаемая конструкция, по сравнению с прототипом, обеспечивает повышение прочности и надежности световозвращающего устройства, поскольку пустотелый корпус практически не будет деформироваться при его изготовлении, а силовой элемент в его корпусе обеспечит прочность крепления устройства к балке дорожного ограждения. Кроме того, наличие металлической втулки позволит сохранить неизменным момент затяжки при температурных расширениях деталей, что обеспечит надежное крепление устройства при резких изменениях температуры воздуха.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан разрез общего вида предлагаемого устройства, на фиг. 2 показан вид А на фиг. 1, на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2, а на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 2. Крепежный элемент на фиг. 2 не показан.
Предлагаемое устройство содержит корпус 1 (фиг. 1 и 2), выполненный из высокопрочного полимерного материала, например из стеклонаполненного мегаамида ПА-СН-30-1Т, и ограниченный рабочей поверхностью 2 (фиг. 1) и контактной поверхностью 20 (фиг. 1 и 2). Сечение корпуса по его горизонтальной оси выполнено в форме равнобокой трапеции, высота которой h=0,6…0,8Н, где Н - глубина впадины в средней части балки 8 ограждения. При h>0,8Н, в случае смятия кромки балки 8 ударом транспортного средства или инструмента дорожной машины, резко увеличится вероятность разрушения корпуса 1. При h<0,6 Н уменьшится площадь поверхности светоотражающих элементов, что снизит надежность и функциональность устройства в целом. Углы трапеции при большем основании β=60±1°, что соответствует требованиям ГОСТ Р 50971-2011. Контактная поверхность 20 выполнена в соответствии с конфигурацией поверхности балки 8 дорожного ограждения, на котором предлагаемое устройство будет устанавливаться.
Корпус 1 выполнен пустотелым. В полости корпуса расположены ребра жесткости 6. Их количество может быть различным в зависимости от марки материала корпуса. Торцы ребер жесткости и стенок корпуса 1 образуют контактную поверхность 20. В центре полости корпуса 1 имеется монолитный силовой элемент 13, на нижнем торце которого со стороны средней части контактной поверхности 20 выполнен выступ 5. Форма выступа 5 соответствует форме крепежного отверстия в стенке 7 балки 8, оси симметрии выступа 5 совпадают с осями симметрии корпуса 1. Высота выступа 5 равна толщине δ стенки 7 балки 8. В силовом элементе 13 по его оси, совпадающей с осью корпуса 1, выполнено сквозное отверстие 14. Со стороны выступа 5 в отверстие 14 вставлена металлическая втулка 12. С противоположной стороны часть 15 отверстия 14 выполнена под головку или гайку крепежного элемента 11. Стержень крепежного элемента 11, через часть 15 сквозного отверстия 14, вставлен в металлическую втулку 12 и с помощью гайки 10 и шайбы 9, имеющей диаметр больше ширины выступа 5, плотно прижимает контактную поверхность 20 к стенке 7 балки ограждения 8. Наличие ребер жесткости 6 и монолитного силового элемента 13 обеспечивает повышение прочности корпуса 1 и устройства в целом.
На плоских участках 14 рабочей поверхности 2 корпуса 1 выполнены углубления 21 (фиг. 3 и 4), форма которых соответствует форме светоотражающих элементов 3, вставленных в углубления 21. Вверху и внизу углублений 21 прорезаны пазы 16 и 18, в которые вставлены выступы 19 и защелки 17, выполненные на горизонтальных сторонах светоотражающих элементов 3. Наличие углублений 21, выступов 19 и защелок 17, а также соответствующих им пазов 16 и 18 обеспечит, наряду с надежным креплением светоотражающих элементов 3 к корпусу 1, возможность легкой их замены в случае выхода из строя.
Предлагаемая конструкция световозвращающего устройства может быть снабжена портативными электронными ЧИП-элементами, содержащими, например, датчики и индикаторы напряжений или счетчики ударов в процессе эксплуатации, позволяющие дистанционно контролировать состояние устройств на трассе, что позволит своевременно выявлять и заменять устройства, вышедшие из строя или находящиеся в критическом состоянии. ЧИПы могут быть размещены в полости корпуса на поверхностях ребер жесткости 6 или на поверхности монолитного силового элемента 13. Это также позволит повысить надежность предлагаемого устройства.
Предлагаемое устройство может быть изготовлено из известных в технике материалов с применением известных средств. Корпус 1, вместе с ребрами жесткости 6, монолитным силовым элементом 13, выступом 5 и отверстиями 14 и 15 может быть изготовлен, например, из стеклонаполненного мегаамида ПА-СН-30-1Т, путем отливки в пресс-форму. В качестве крепежного элемента могут быть применены стандартные метизы: болт или шпилька 11, шайба 9 и гайка 10. Светоотражающие элементы 3 могут быть изготовлены из стекла или прочной, оптически прозрачной пластмассы, например, полистирола. Могут быть использованы также пленочные светоотражающие элементы, например, наклеенные на металлическую или пластмассовую пластину либо непосредственно на корпус 1. Втулка 12 может быть изготовлена из малоуглеродистой конструкционной стали, например из стали Ст3, путем токарной обработки.
Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении прочности и надежности его применения в конструкциях дорожных ограждений. Устройство может быть изготовлено из известных в технике материалов с помощью известных средств. Следовательно, предлагаемое устройство обладает промышленной применимостью.