ОГРАЖДЕНИЕ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ
MOTOR ROAD BARRIER

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и предназначено для повышения безопасности движения.
Известны ограждения автомобильных дорог, содержащие заглубленные в грунт вертикальные стойки со смонтированными на них горизонтальными упругими амортизирующими, либо пластически деформируемыми элементами для гашения удара. /см., например, заявку Франции №2244875, кл. E01F 15/00, 1975 [1]; патент США №13540699, кл. 256-13.1, 1971 [2]/.
Недостатками таких ограждений являются низкая эффективность гашения удара и повышенная опасность из-за непрогнозируемого поведения автомобиля на дороге после удара. Это объясняется тем, что уменьшение жесткости и повышение вязкости элементов ограждения делает их работу неэффективной и может привести в случае значительной скорости автомобиля к его полному разрушению при перемещении вдоль ограждения за счет значительных сил трения. Увеличение же жесткости ограждения приводит к послеударному отбрасыванию автомобиля на дорогу со значительной вероятностью повторных столкновений.
Известен также ряд конструкций ограждений автомобильных дорог, содержащих смонтированные на вертикальных стойках механические, магнитные, упругие и т.п. элементы, имеющие возможность линейных и угловых смещений относительно стоек /см., например, патент США №8392909, кл. 256-13.1, 1966 [3]; а.с. СССР №1011770, кл. E01F 15/00, 1982 [4]; а.с. СССР №1178828, кл. E01F 15/00,1984 [5]; патент РФ на изобретение №2393288, кл. E01F 15/04, 2009 [6]/.
Данные устройства позволяют несколько растянуть время удара за счет создания аффектов качения автомобиля вдоль ограждения и смены направлений соударений с его элементами. Однако кардинально повысить эффективность гашения удара они не позволяют, а главное - характеризуются значительной сложностью конструкции, низкой надежностью подвижных элементов, высокой стоимостью, что практически исключает возможность их широкого использования на продолжительных участках дороги.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является ограждение автомобильной дороги, содержащее заглубленные в грунт дорожного полотна вертикальные стойки, и ролики, каждая пара которых, смонтированная на смежных стойках, охвачена эластичной подвижной лентой /см. а.с. СССР №962415, кл. E01F 15/00, 1981 [7]/, и принятое за прототип.
Недостатками устройства-прототипа является низкая эффективность гашения силы удара автомобиля при его наезде на ограждение вследствие как малого поглощения и рассеяния последним кинетической энергии удара, так и незначительного изменения ограждением направлений каждого из последовательности соударений по отношению к предыдущему.
Сущность изобретения заключается в создании сравнительно простой, надежной и технологичной конструкции ограждения автомобильной дороги, обеспечивающей эффективное гашение энергии соударений как за счет релейной перестройки ограждением своей формы при каждом соударении, сопровождающейся мощным рассеянием кинетической энергии удара, так и за счет кардинального изменения угла силового взаимодействия автомобиля с ограждением при каждом из последовательности их соударений.
Технический результат - повышение эффективности гашения силы удара автомобиля при его наеде на ограждение.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном ограждении автомобильной дороги, содержащем заглубленные в грунт дорожного полотна вертикальные стойки, соединенные смонтированными на них подвижными заградительными элементами, особенность заключается в том, что подвижные заградительные элементы выполнены в виде системы вертикально установленных рядом друг с другом вдоль дорожного полотна пластин из пружинной стали, являющихся частью полого цилиндра и имеющих два устойчивых рабочих состояния, характеризующихся обратной выпуклостью и релейным переходом с изгибом вокруг вертикальной оси из одного состояния в другое при действии критической внешней противоположной выпуклости, поперечной нагрузки, при этом пластины обращены выпуклостями к дорожному полотну и соединены друг с другом соседними вертикальными ребрами с помощью гибких прочных связей.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где схематично показано предлагаемое устройство на общем виде со стороны дорожного полотна: на фиг.1 - в исходном состоянии; на фиг.2 - после наезда автомобиля на одну из пластин ограждения с левой его стороны.
Ограждение автомобильной дороги содержит заглубленные в грунт 1 дорожного полотна 2 вертикальные стойки 3, соединенные смонтированными на них подвижными заградительными элементами 4. Последние выполнены в виде системы вертикально установленных рядом друг с другом вдоль дорожного полотна 2 пластин из пружинной стали, являющихся частью полого цилиндра и имеющих два устойчивых рабочих состояния, характеризующихся обратной выпуклостью и релейным переходом из одного состояния в другое при действии критической внешней, противоположной выпуклости, поперечной нагрузки. При этом пластины 4 обращены выпуклостями к дорожному полотну 2 и соединены друг с другом соседними вертикальными ребрами с помощью гибких прочных связей, выполненных в виде отрезков 5 стального троса, продетых сквозь отверстия 6 в краях пластин 4 и соединенных концами, причем отрезки 5 тросов на крайних пластинах 4, примыкающих ребрами к стойкам 3, захватывают эти стойки и зафиксированы на них от вертикальных смещений с помощью специальных стопоров 7 со шляпками, плотно вставленных в сквозные радиальные отверстия в стойках 3. Процесс изготовления пластин 4 из упругой стали с двумя устойчивыми состояниями уже давно известен и серийно отработан /см., например, а.с. СССР №1203260, кл. F16F 1/10, 1984 [8]; а.с. СССР №1798560, кл. F16F 1/10, 1989 [9]/.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.
Положение пластин 4 ограждения в исходном рабочем состоянии показано на фиг.1, где все пластины 4 обращены выпуклостями к дорожному полотну 2 /одно из устойчивых рабочих состояний/. Предположим, что наезд автомобиля происходит на крайнюю левую на рисунке пластину 4 ограждения под любым углом к ограждению. В любом случае приложенная к данной пластине 4 величина поперечной внешней нагрузки при опасных ударах /см. ниже/ превысит критическое для данной пластины 4 значение, при этом пластина релейно сработает и "щелчком" перейдет во второе устойчивое рабочее состояние, характеризующееся ее выпуклостью в направлении от дорожного полотна 2. Такой перескок или "щелчок" подобен минивзрыву и сопровождается релейной перестройкой ограждением своей формы и мощным рассеянием и поглощением кинетической энергии удара автомобиля в ограждение. Любой, даже в самом тяжелом случае, прямой поперечный удар автомобиля в одну из пластин 4 в результате мгновенной смены в данном месте выпуклости пластины на вогнутость трансформируется в косой скользящий удар, что резко снижает опасность отбрасывания автомобиля обратно на дорожное полотно 2 и уменьшает силу ударного взаимодействия. После первого удара и срабатывания крайней пластины 4 автомобиль, после контакта с ее вогнутой поверхностью, двигаясь вправо вдоль ограждения, при повторном ударе контактирует уже со второй выпуклой пластиной 4, после чего, при достаточной силе второго удара, она также скачком срабатывает и т.д. Очевидно, что здесь при каждом из серии последовательных соударений кардинально изменяется угол силового взаимодействия автомобиля с пластинами 4, в результате чего автомобиль практически не отрывается от ограждения и не разрушается до полного гашения кинетической энергии удара, а также резко увеличивается эффективность гашения силы удара /кинетической энергии удара/. После соударения в случае сохранения целостности ограждения его необходимо опять привести в исходное рабочее состояние, для чего силовым поперечным воздействием на сработавшие при столкновении пластины 4 с внешней стороны от дорожного полотна 2 /с помощью силовых дорожных механизмов/ обеспечивается обратное срабатывание пластин 4 в положение с их выпуклостью в сторону дорожного полотна.
По мнению заявителя предлагаемая конструкция отличается высокой надежностью, технологичностью изготовления, простотой сборки и настройки, практически не требует регулировки, не чувствительна к отклонениям от номинальных значений своих конструктивных, технологических и физических параметров. То есть при слабых по интенсивности /при малых скоростях автомобиля/ скользящих наездах автомобиля на пластины 4 ограждения последние просто не будут релейно срабатывать и будут выполнять функции эффективного упругого барьера безопасности. При сильных по интенсивности, либо близких к прямым ударах силы ударного взаимодействия автомобиля с ограждением будут гарантированно с запасом превышать критические для пластин 4 нагрузки, при которых происходит их релейное срабатывание.