ДОРОЖНОЕ НЕДЕФОРМИРУЕМОЕ УДЕРЖИВАЮЩЕЕ ОГРАЖДЕНИЕ ПАРАПЕТНОГО ТИПА

Полезная модель относится к средствам организации безопасности дорожного движения, представляет собой дорожное направляющее сооружение для установки на краю проезжих частей дорог и относится к недеформируемым боковым удерживающим ограждениям, в которых при взаимодействии с движущимся транспортным средством часть энергии удара гасится за счет подъема транспортного средства (ТС) - за счет подъема колес, уменьшающего опрокидывающий момент, и работы сил трения, возникающих в контакте автомобиль - дорожное ограждение [ГОСТ 33127-2014 «ОГРАЖДЕНИЯ ДОРОЖНЫЕ»]. Заявляемое ограждение предусмотрено использовать в местах частого возникновения аварийных ситуаций, на наиболее опасных участках дороги: для разделения встречных потоков движения ТС на высокоскоростных магистралях, для предотвращения выезда ТС на обочину и вылета в кювет, для ограждения и обеспечения безопасности пешеходной зоны от воздействия ТС. Расширяющийся объем дорожного строительства, растущая потребность в дорожных ограждениях, в частности парапетного типа, и объем производства соответствующего оборудования требует расширения арсенала и усовершенствования технических средств, предназначенных для реализации данного назначения.
Известно дорожное ограждение, выполненное в виде единого сегмента в форме полого тела из пластмассы, которое на месте установки заполняется бетоном, причем ограждение представляет собой симметричную конструкцию, имеет соединительные элементы для соединения с другим сегментом ограждения и соединительными элементами с землей, кроме того, на задней стороне имеются входные отверстия, причем каркас выполнен из пластмассы с продольными стенами с разрывами, которые в верхней части образуют карниз, а в нижней части имеется основание, в свою очередь внутри каркас армирован штангами в форме, по крайней мере, двух продольных рам, которые вставлены во внутреннее оребрение каркаса, расположены в вертикальной поверхности каркаса и выступают из торцевых сторон для соединения с другими ограждениями и для крепления стабилизирующим болтом, на торцевой стороне основания имеет выступ, а на противоположной стороне - соответствующую нишу для соединения с соседними сегментами ограждения, на нижней стороне основания в свою очередь имеются выходные отверстия, а на поверхности или на верхней поверхности основания имеются пазы (RU 2644174).
Известно дорожное ограждение, содержащее отдельные блоки, соединенные между собой соединительными элементами, каждый блок ограждения выполнен с использованием бетона и армирован по меньшей мере одной арматурной лентой, при этом его, по крайней мере, одна боковая поверхность образована сопряженными по лекальной образующей верхней боковой плоскостью с нижней боковой плоскостью, переходящей в нижней части в ограничивающую ее поверхность, торцовые поверхности блока оборудованы открытыми полостями для размещения соединительных элементов, где арматурная лента размещена внутри верхней части блока вдоль его оси и снабжена на концах Т-образными деталями соединительного элемента, крепежная деталь соединительного элемента выполнена Н-образной формы, которая после монтажа рядом стоящих блоков образует жесткий (не допускающий поворота) замок введением выступов деталей Т-образной формы в пазы крепежной детали Н-образной формы, при крепежная деталь Н-образной формы дополнительно снабжена отверстием с внутренней резьбой (RU 189925).
Известно парапетное недеформируемое дорожное ограждение, содержащее блоки ограждения, каждый из которых представляет собой железобетонную балку со сближающимися от нижней к верхней стороне боковыми сторонами и со сварным пространственным каркасом из продольных и поперечных арматурных стержней, соединенных сваркой в местах пересечений, выполненную с расширенной нижней частью, и с наклонной лицевой боковой поверхностью, образованной с одной боковой стороны блока из сопряженных между собой верхнего и нижнего участков, выполненных с разным наклоном, а также сопряженные с пространственным каркасом торцевые соединительные узлы, не обеспечивающие взаимный поворот блоков (US 5443324).
Известно парапетное недеформируемое дорожное ограждение, содержащее блоки ограждения, каждый из которых представляет собой железобетонную балку со сближающимися от нижней к верхней стороне боковыми сторонами и со сварным пространственным каркасом из продольных и поперечных арматурных стержней, соединенных сваркой в местах пересечений, выполненную с расширенной нижней частью, и с наклонной лицевой боковой поверхностью, образованной с одной боковой стороны блока из сопряженных между собой верхнего и нижнего участков, выполненных с разным наклоном, а также сопряженные с пространственным каркасом торцевые соединительные узлы, имеющие /поз.134/ гибкий замыкающий элемент и допускающие взаимный поворот соседних блоков (US 6176638 [фиг.15, 16], прототип).
Недостатками известных устройств дорожного ограждения являются сложность конструкции и низкая надежность соединения блоков между собой и с дорожным полотном, а также низкая долговечность.
Техническая проблема, на решение которой направлено настоящее техническое решение, заключается в расширении арсенала и повышении эффективности таких технических средств, которые обеспечивают формирование усовершенствованной универсальной, модульной конструкции парапетного недеформируемого дорожного ограждении для эффективной организации безопасности дорожного движения.
Технический результат, достигаемый за счет использования заявленного технического решения, заключается в создания альтернативной конструкции парапетного недеформируемого дорожного ограждения. При этом реализовано создание универсальной, модульной конструкции парапетного ограждения, обеспечивающей высокий уровень безопасности дорожного движения в различных эксплуатационных условиях и имеющей перспективное дальнейшее развитие, а также обладающей высокой надежностью и долговечностью благодаря ужесточению расширенной нижней части блока усиленному креплению соединительных элементов.
Сущность полезной модели состоит в том, что парапетное недеформируемое дорожное ограждение содержит блоки ограждения, каждый из которых представляет собой железобетонную балку со сближающимися от нижней к верхней стороне боковыми сторонами и со сварным пространственным каркасом из продольных и поперечных арматурных стержней, соединенных сваркой в местах пересечений, выполненную с расширенной нижней частью, и с наклонной лицевой боковой поверхностью, образованной с одной боковой стороны блока из сопряженных между собой верхнего и нижнего участков, выполненных с разным наклоном, а также сопряженные с пространственным каркасом торцевые соединительные узлы, имеющие неразъемно закрепленное в блоке основание в виде отрезка трубы и гибкий замыкающий элемент для соединения с соседним блоком, при этом указанный пространственный арматурный каркас образован из двух видов чередующихся вдоль продольных стержней плоских каркасов большей и меньшей высоты, выполненных из изогнутых арматурных стержней, установленных в поперечных сечениях блока, из которых  плоские каркасы меньшей высоты установлены выступающими между соседними плоскими каркасами большей высоты с образованием расширенной нижней части пространственного каркаса, при этом торцевые соединительные узлы выполнены каждый в виде замыкающего элемента с бортовыми упорами на ее противоположных сторонах и полого основания в виде отрезка трубы коробчатой формы с присоединенными поперечно к нему закладными профилями, размещенными внутри верхней части группы крайних плоских каркасов большей высоты вдоль продольных арматурных стержней, и выполненного, со стороны, противоположной закладным профилям, с прорезью (пазом) по длине для монтажа одного бортового упора замыкающего элемента, изготовленного с возможностью одновременного монтажа его другого бортового упора в прорезь (паз) основания соединительного узла соседнего блока ограждения.
Предпочтительно, плоские каркасы выполнены в виде разомкнутых рам трапецеидальной конфигурации, соединенных сваркой с продольными стержнями с образованием рамно-связевой системы пространственного арматурного каркаса.
Предпочтительно, пространственный арматурный каркас образован из двух видов параллельно чередующихся вдоль продольных стержней с частичным взаимным охватом разомкнутых плоских рам с большей высотой и меньшей шириной и разомкнутых плоских рам с меньшей высотой с большей шириной, выполненных из изогнутых арматурных стержней, причем плоские рамы большей высоты выполнены разомкнутыми к нижней стороне блока для образования трапецеидального поперечного сечения блока, а рамы меньшей высоты выполнены разомкнутыми к боковой стороне блока и установлены частично выступающими между наклонных ветвей соседних рам большей высоты для образования расширенной нижней части блока, при этом соединительные узлы выполнены каждый с основанием в виде установленного вертикально перпендикулярно продольным стержням отрезка трубы многоугольного сечения, с поперечно закрепленными к ней с одной ее стороны сваркой параллельными П-образными профилями из пластин для продольной установки вдоль продольных стержней пространственного каркаса блока внутри верхней части группы плоских рам большей высоты.
Предпочтительно, замыкающий элемент выполнен с бортовыми упорами в виде параллельных полок, соединенных выполненной с возможностью изгиба пластиной (симметричный H-образный профиль - двутавр), а закладные профили выполнены П-образными из параллельных пластин и снабжены арматурными выпусками.
Предпочтительно, блок в расширенной нижней части выполнен со сквозными проемами под анкеры крепления к дорожному полотну.
Предпочтительно, блок снабжен сменным соединительным узлом в виде стальной трубы продольно установленной вдоль верхнего основания блока, с возможностью соединения со стальными трубами сменных соединительных узлов соседних блоков.
Предпочтительно, стальная труба сменного соединительного узла продольно установлена вдоль верхнего основания блока во втулках, снабженных стойками из двутавра, жестко закрепленными на опорных пластинах.
На чертеже фиг.1 изображен общий вид конструкции блока парапетного ограждения, на фиг. 2 - схема сопряжения соединительных узлов соседних блоков, на фиг. 3 - общий вид сменного соединительного узла, на фиг. 4 - схема соединительного узла, на фиг. 5 - схема втулки и стойки сменного соединительного узла, на фиг. 6 - схема рамно-связевой системы пространственного арматурного каркаса, на фиг. 7 - конфигурация плоских каркасов большей и меньшей высоты, на фиг. 8 - схема соединительного узла блока ограждения.
Парапетное недеформируемое дорожное ограждение содержит блоки 1 ограждения, каждый из которых представляет собой железобетонную балку со сближающимися от нижней к верхней стороне боковыми сторонами (напоминает в профиль усеченную пирамиду) и со сварным пространственным каркасом из продольных и поперечных арматурных стержней плоских каркасов, соединенных сваркой в местах пересечений, выполненную с расширенной нижней частью, и с наклонной лицевой боковой поверхностью, образованной с одной боковой стороны блока 1 из сопряженных между собой верхнего и нижнего участков 2, 3, выполненных с разным наклоном, а также сопряженные с пространственным каркасом торцевые соединительные узлы.
Указанный арматурный пространственный каркас образован из двух видов чередующихся с частичным взаимным охватом вдоль продольных стержней поперечных плоских каркасов 4 большей высоты и меньшей ширины и поперечных плоских каркасов 5 меньшей высоты и большей ширины, выполненных из изогнутых арматурных стержней и установленных в поперечных сечениях блока 1, из которых  плоские каркасы 5 меньшей высоты установлены выступающими в сторону лицевой боковой стороны между соседними плоскими каркасами 4 большей высоты с образованием расширенной нижней части пространственного каркаса.
Торцевые соединительные узлы блока 1 выполнены каждый в виде гибкого замыкающего элемента 6, состоящего из пластины с бортовыми упорами 7, 8 на противоположных сторонах и неразъемно закрепленного в арматурном пространственном каркасе полого основания 9 в виде отрезка трубы многоугольного сечения коробчатой формы с присоединенными поперечно к нему закладными профилями 10, размещенными внутри верхней части группы крайних плоских каркасов 4 большей высоты вдоль продольных арматурных стержней 11. Основание 9  выполнено, со стороны, противоположной закладным П-образным профилям 10, с вертикальной прорезью 12 (пазом) по длине для монтажа одного бортового упора 7 или 8 замыкающего элемента 6, изготовленного с возможностью одновременного монтажа его другого бортового упора 8 или 7 в прорезь 12 (паз) основания 9 соединительного узла соседнего блока ограждения.
При этом каждое основание 9 установлено в пространственном арматурном карасе таким образом, что оно охвачено и закреплено сваркой к плоскими каркасам 4 и в бетоне с трех сторон, а четвертая сторона основания 9, в которой выполнена прорезь (паз) 12, открыта на торцевой поверхности блока 1 и доступна для установки упора 7 или 8 замыкающего элемента 6 в прорезь 12.
Плоские каркасы 4, 5 выполнены каждый в форме разомкнутых многоугольников трапецеидальной конфигурации из арматурных стержней, соединенных сваркой с продольными стержнями 11 с образованием рамно-связевой системы пространственного арматурного каркаса.
Пространственный арматурный каркас образован из двух видов разомкнутых плоских каркасов 4, 5, параллельно чередующихся вдоль продольных стержней 11, с частичным взаимным охватом указанных плоских каркасов 4, 5 большей и меньшей высоты, выполненных из изогнутых арматурных стержней. При этом плоские каркасы 4 большей высоты выполнены разомкнутыми к нижней стороне блока 1 для образования трапецеидального поперечного сечения блока, а плоские каркасы 5 меньшей высоты выполнены разомкнутыми к боковой стороне блока 1 и установлены частично выступающими между наклонных сторон (ветвей) соседних плоских каркасов 4 большей высоты с образованием расширенной нижней части блока 1.
При этом соединительные узлы выполнены каждый с основанием 9 в виде установленного вертикально перпендикулярно продольным стержням отрезка трубы коробчатой формы многоугольного (квадратного или прямоугольного или иного) сечения, с поперечно закрепленными к ней сваркой, с ее стороны обращенной внутрь пространственного арматурного каркаса, параллельными П-образными закладными профилями 10 из металлических пластин для продольной установки и сварки вдоль продольных стержней 11 пространственного каркаса блока 1 внутри верхней части группы плоских рам каркасов 4 большей высоты.
Замыкающий элемент 6 выполнен с бортовыми упорами 7, 8 в виде параллельных полок, соединенных выполненной с возможностью изгиба пластиной (симметричный H-образный профиль, т.е. двутавр), а П-образные профили 10 выполнены из параллельных пластин и снабжены арматурными выпусками 13.
Блок 1 в расширенной нижней части выполнен со сквозными проемами 14 под установочные анкеры 20 крепления блока 1 к дорожному полотну.
Блок 1 предпочтительно снабжен сменным соединительным узлом в виде стальной трубы 15 продольно установленной вдоль верхнего основания блока 1, с возможностью соединения со стальными трубами 15 сменных соединительных узлов соседних блоков.
Стальная труба 15 сменного соединительного узла установлена продольно вдоль верхнего основания блока 1 во втулках 16, снабженных стойками 17 из двутавра, жестко закрепленными на опорных пластинах 18, выполненных, например, с арматурными дополнительными анкерами 19, закрепленными в бетоне неразъемно к верхнему основанию блока 1, или съемными резьбовыми элементами (не изображены).
При необходимости в конструкции блока 1 могут быть предусмотрены специальные водопропускные отверстия (не изображены).
Дорожное недеформируемое удерживающее ограждение парапетного типа эксплуатируется следующим образом.
Дорожное ограждение из последовательно установленных блоков 1 располагают в качестве бокового парапетного ограждения автомобильных дорог - по любой их стороне, на участках повышенной опасности движения, например со значительным уклоном. Ограждение может быть как изготавливаемым на месте установки, так и при заводском изготовлении блоков 1. Монтаж осуществляется краном либо другой грузоподъемной техникой.
Соседние блоки 1 располагают на расстоянии между ними, обеспечивающем одновременный монтаж бортовых упоров 7,8 замыкающего элемента 6 в прорези 12 (пазы) оснований 9 соединительных узлов соседних блоков 1 ограждения. Как правило, после этого блоки 1 фиксируются к дорожному полотну анкерами 20. Конструкция соединительного узла допускает некоторый взаимный поворот блоков 1 относительно друг друга за счет гибкости элементов 6, что позволяет использовать их на кривых участках, поворотах.
Формы профиля лицевой поверхности и поперечного сечения блока 1 определяются описанным выше выполнением пространственного арматурного каркаса из плоских каркасов 4, 5 позволяющими обеспечить траекторию движения ТС при его столкновении с ограждением по плавной кривой, описываемой параболической функцией. Размеры пространственного арматурного каркаса из плоских каркасов 4, 5 выбираются путем проведения расчетного виртуального симуляционного анализа наезда транспортных средств на ограждение, а также эмпирически. За счет такой рационально подобранной формы профиля лицевой поверхности и поперечного сечения пространственного каркаса блока 1 траектория движения ТС при его столкновении с ограждением имеет наиболее плавный характер, с наименьшими перегрузками пассажиров и минимальными повреждениями транспортных средств.
Наличие дополнительного соединительного узла с трубой 15 увеличивает универсальность и вариативность возможностей использования системы соединения блоков, допускает изменение габаритных размеров блока 1 и его удерживающей и несущей способности, а также закрепление к трубе 1 специальных опор для размещения дополнительных информационных материалов и/или оборудования.
,
Соединительные узлы с замыкающим элементом 6 предотвращают существенное смещение блоков 1 от начального взаимного положения при воздействии внешних нагрузок, в первую очередь от столкновения с транспортными средствами (ТС). При столкновении ТС с блоком 1 силы упругости возникающие в пространственном арматурном каркасе при деформации плоских каркасов 4, 5, стремятся вернуть их в начальное состояние. Пространственный арматурный каркас блока, выполненный согласно настоящему техническому решению, благодаря разным направлениям упругости плоских каркасов 4, 5 и разным направлениям их реакции при ударе эффективно рассеивает и поглощает энергию соударения, предотвращает существенную деформацию всего блока 1, и одновременно разгружает основание 9, замыкающий элемент 6 и область вокруг соединительного узла. Конструктивное и функциональное единство пространственного арматурного каркаса и неразъемно связанного с ним соединительного узла препятствуют и сводят к минимуму вероятность деформации парапетного ограждения и отделения (вырывания) профилей 10 с основанием 9 соединительного узла от блока 1 при воздействии на него ТС.
Определяемый конфигурацией и чередующимся расположением плоских каркасов 4, 5 профиль лицевой поверхности блока 1 обеспечивает предотвращение опрокидывания транспортных средств при боковом наезде с минимальными повреждениями без отбрасывания транспорта на соседнюю полосу.
При изменении условий эксплуатации: например, при увеличении категории дороги, на которой расположено ограждение, автоматически возрастает класс нагрузки на дорожное ограждение и, как следствие, существующее ограждение должно быть подвергнуто реконструкции. В таком случае производят демонтаж старого ограждения и устанавливают новое. Данный процесс для известных конструкций имеет высокую трудоемкость, механизацию и экономическую стоимость и сопровождается частичным или иногда даже полным перекрытием движения, что недопустимо на дорогах федерального, регионального уровня и на важных стратегических объектах, например, мостовых переходах, и снижения пропускной способности дороги, что ведет к экономическим потерям в различных отраслях экономики, тесно связанных с транспортными перевозками.
При использовании предлагаемой конструкции парапетного ограждения достаточно лишь ограничится изменением типа анкеров 19 и стальной трубы 15 на более прочные аналоги. Данный процесс прост технологически, низко механизирован, дешев (по сравнению с другими конструкциями).
Предлагаемая конструкция парапетного ограждения обладает высокой пространственной жестокостью. Пространственная жесткость обеспечивается соединительным узлом с элементом 6 элементом, а анкеры 20 жестко связывают дорожное полотно (основание ограждения) и блок 1 парапетного дорожного ограждения, при этом дополнительная стальная труба 15, связывающая блоки 1 между собой и разгружающая соединительный узел и замыкающий элемент 6 и область вокруг него.
При осевом сжатии железобетонного блока 1 в нем возникают поперечные деформации различного направления. Пространственный арматурный каркас из плоских каркасов 4,5 с различной ориентацией изгибов ветвей по их сторонам надежно скрепляет бетон по всему поперечному сечению блока 1, оказывая сопротивление как радиальным деформациям, так и деформациям, перпендикулярным сторонам сечения, что увеличивает несущую способность всего железобетонного блока
Следствием высокой пространственной жесткости соединительных узлов элементами 6 является низкое значение динамического и остаточного прогиба, а также рабочей ширины ограждения, что дает право использовать созданную конструкцию в стесненных условиях: на дорогах в горной местности, на дорогах с высоким положением насыпи, на мостовых сооружениях - и в других местах, где перемещения ограждения должны стремится к нулю.
Благодаря наличию трубы 15 при наезде крупно габаритных транспортных средств происходит не в одной точке, как правило, находящейся на уровне бампера ТС, а в 2-х, что уменьшает угол опрокидывания ТС и индекс тяжести травмирования (ИТТ) пассажиров. Также труба 15 обеспечивает дополнительное объединение блоков 1 между собой.
Блоки 1 могут поворачивать друг относительно друга за счет предлагаемой конструкции соединительного узла (замкового соединения) оснований 9 с замыкающим элементом 6, что позволяет устанавливать блоки на кривых.
В частных случаях реализации возможна эксплуатация блока без навесного оборудования (стальная труба 15 на анкерах 19)в качестве постоянного или временного дорожного ограждения на дорогах низкой категории с маленькой плотностью и интенсивность движения и в пешеходных зонах для организации движения людей при проведении различных мероприятий.
При этом реализовано создание альтернативной известным универсальной модульной конструкции парапетного ограждения, обеспечивающей высокий уровень безопасности дорожного движения в различных эксплуатационных условиях и имеющей перспективное дальнейшее развитие, а также обладающей высокой надежностью и долговечностью благодаря ужесточению расширенной нижней части блока 1 двумя формами плоских каркасов 4, 5 и усиленному креплению к арматурному пространственному каркасу соединительных узлов закладными профилями 10. Поэтому ограждение обладает высоким значением удерживающей способности и низким значением динамического и, как следствие, остаточного прогиба. Одновременно упрощается конструкция надежного соединения блоков 1 замыкающими элементами 6 между собой, а также упрощается и становится более надежным крепление блоков 1 к дорожному полотну благодаря использованию для этого усовершенствованных пространственного каркаса и соединительного узла, практически исключена возможность ослабления крепления блоков на анкерах 20 под воздействием транспортного средства, неизбежных при работе дороги. Все это направлено на увеличение удерживающей способности при минимальных экономических затратах, существенно увеличивает надежность функционирования устройства в целом, позволяет увеличить период безрегламентной и безремонтной эксплуатации. . Профиль лицевой боковой поверхности пространственного арматурного каркаса и форма поперечного сечения блока 1 ограждения позволяют обеспечивает оптимальную траекторию движения колес по лицевой поверхности блока для всех видов транспортных средств (ТС), с минимальными повреждениями последних, при их взаимодействии с ограждением. Данная конструкция универсальна и может эксплуатироваться с/без стальной трубы 15, с/без ее анкеров 19. Также существенным является возможность регулировки высоты ограждения за счет изменения геометрических параметров установки трубы 15.
Изготовление и сборка предлагаемой конструкции просты и могут быть выполнены как в заводских условиях, так и на временном полигоне вблизи места установки. Устройство обладает высокой индустриализацией и может производиться в промышленных масштабах.
В результате настоящего технического решения разрешается проблема расширения арсенала и создания универсальной, модульной конструкции парапетного ограждения, обеспечивающей высокий уровень безопасности дорожного движения в различных условиях эксплуатации.