IT201900000767A1

IT201900000767A1 - Dispositivo per realizzare prove su barriere di sicurezza stradale

Info

Publication number: IT201900000767A1
Application number: IT102019000000767A
Authority: IT
Inventors: Ottavia Calamani
Original assignee: Tsl Engineering Soc A Responsabilita Limitata
Priority date: 2019-01-18
Filing date: 2019-01-18
Publication date: 2020-07-18
Also published as: WO2020148712A1

Description

Titolo: DISPOSITIVO PER REALIZZARE PROVE SU BARRIERE DI SICUREZZA STRADALE

Campo dell’invenzione

Il campo dell’invenzione è quello degli impianti per la sicurezza stradale, in particolare si riferisce a sistemi di prova e collaudo di impianti di ritenuta stradale.

Stato della tecnica

Le barriere di sicurezza stradale o di ritenuta laterale, in genere, devono essere installate lungo le strade in modo che siano riportate su strada le condizioni ideali di installazione ottenute in fase di prova della barriera di sicurezza, in particolar modo per ciò che riguarda la capacità di resistenza del terreno in cui sono infisse le barriere di sicurezza. Fino ad oggi per una valutazione della reale installazione dei sistemi di ritenuta stradali in situ e per uno studio dell’interazione palo-terreno si è fatto principalmente ricorso a sistemi comparativi sviluppati mediante l’utilizzo di prove statiche o quasi statiche sui montanti delle barriere. I risultati ottenuti con tali prove venivano poi confrontati con quelli di riferimento riportati su precise tabelle utilizzate come linee guida e, di conseguenza, si poteva definire una fascia di appartenenza, più o meno performante, del terreno testato.

Questo tipo di approccio ha evidenziato una serie di incongruenze dovute principalmente al fatto che la certificazione dei dispositivi di ritenuta, regolamentata dalla norma EN1317, prevede di sottoporre il sistema a prove d’urto dal vero, che consistono in impatti dinamici ad alta velocità, dove tutti gli elementi resistenti dei dispositivi sono sollecitati da forza dinamiche. È noto che il comportamento degli elementi strutturali e dei terreni è molto diverso nel caso siano soggetti a forze statiche o dinamiche e, quindi, il fatto di sottoporre a forze statiche elementi che nella realtà sono soggetti a forza dinamiche potrebbe fornire dei risultati che non descrivono in maniera esauriente l’effettivo comportamento dell’elemento. Nella realtà, esperienze pregresse hanno consentito di determinare che in molti casi alcuni elementi strutturali, che, sottoposti a prove statiche, avevano evidenziato comportamenti positivi, hanno poi registrato comportamenti negativi se sottoposti ad analoghe prove dinamiche.

È sentito il bisogno di potere effettuare prove che diano risultati più precisi e rispondenti meglio alla realtà del sito su cui sono installate le barriere di sicurezza.

Sommario dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo di prova per barriere di sicurezza stradale che conformemente alla rivendicazione 1 comprende un corpo rigido di sostegno,

una massa impattante movibile rispetto al corpo rigido secondo una direzione rettilinea predeterminata,

una o più molle elastiche capaci di agire con la propria forza sulla massa impattante facendo reazione sul corpo rigido,

uno o più attuatori capaci di fornire una forza per caricare elasticamente le una o più molle elastiche,

un dispositivo di fermo capace di bloccare la una o più molle elastiche in posizione carica e capace di essere sbloccato per consentire alla una o più molle elastiche di rilasciare l’energia elastica sulla massa impattante.

Secondo un ulteriore aspetto vantaggioso dell’invenzione i suddetti scopi sono raggiunti mediante un veicolo atto a circolare su strada o da cantiere e che conformemente alla rivendicazione 6 comprenda il dispositivo appena descritto. Grazie alle caratteristiche rivendicate, il dispositivo di prova secondo l’invenzione è in grado di testare mediante prove di impatto dinamico sui montanti delle barriere di sicurezza, in tempi ridotti e direttamente in situ, l’affidabilità dei terreni di supporto delle barriere stesse per eseguire un confronto tra le installazioni reali con quelle delle prove di crash; disponendo di “misure di riferimento” ricavate per mezzo di prove analoghe, effettuate presso il centro prove con la medesima macchina, su pali della barriera di sicurezza in esame.

Le rivendicazioni dipendenti si riferiscono a forme di realizzazione preferite dell’invenzione.

Breve descrizione delle figure

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata della forma di realizzazione preferita, del dispositivo di prova dell’invenzione, illustrato a titolo esemplificativo e non limitativo, con l’ausilio delle unite tavole di disegno in cui:

la Figura 1 mostra una vista laterale del dispositivo di prova secondo l’invenzione; la Figura 2 rappresenta una vista in sezione lungo un piano A-A della fig. 3 del dispositivo della figura 1;

la Figura 3 mostra una vista in pianta di un dispositivo di prova dell’invenzione; la Figura 4 mostra una vista posteriore del sistema di prova della figura 3;

la Figura 5 mostra una sezione trasversale lungo un piano B-B del dispositivo di prova della fig.1.

la Figura 6 mostra una vista in assonometria del dispositivo di prova dell’invenzione.

I riferimenti uguali indicano elementi uguali del dispositivo.

Descrizione in dettaglio di forme di realizzazione preferite dell’invenzione Con particolare riferimento alle figure, è illustrato il dispositivo di prova per le barriere di sicurezza stradale, indicato globalmente con il riferimento 1, che comprende uno chassis 6 sostanzialmente a forma di quadrilatero in pianta. Questo chassis 6 si appoggia ad una struttura portante 10 rappresentata da due rotaie che nel facilitano l’appoggio su una apposita piattaforma, per esempio il pianale di un veicolo di trasporto non illustrato nelle figure, ma si tratta di un accorgimento chiaro ad un esperto del ramo della tecnica. Nello chassis 6 è inserita una massa impattante, il cosiddetto maglio 4, di massa predeterminata, che scorre tramite ruotini 11 e 12 lungo le guide lineari 5 fissate a loro volta allo chassis 6. Il maglio 4 si può muovere con una elevata energia di urto nella direzione della freccia T.

La velocità del maglio 4, quindi la sua energia, viene erogata da tre molle 2’, 2”, 2”’ di cui è nota la costante elastica, messe in parallelo nello chassis 6, costituito da una struttura molto rigida. Senza uscire dall’ambito dell’invenzione è possibile dotare il dispositivo di un numero di molle minore oppure maggiore di tre. Queste molle sono sostanzialmente di struttura uguale e viene qui fatto riferimento solo ad una di esse, essendo inteso che le altre molle comprendono gli stessi elementi costitutivi.

La molla 2”, di tipo elicoidale è alloggiata intorno al tubo 7 disposto con il proprio asse longitudinale parallelamente alla stessa direzione di moto del maglio la cui risultante è indicata dalla freccia T, in configurazioni con più molle. Il tubo 7 ad una sua estremità è rigidamente fissato allo chassis 6 con l’apposita ghiera di fissaggio 8. All’interno del tubo 7 è inserito il cilindro idraulico di carico 9 di forma ben nota e composto da una camera 14 nella quale scorre il pistone 13 fissato allo stelo 17. Il cilindro idraulico 9, tramite un’apposita staffa 15 vincolata al suo stelo 17, insieme agli altri due steli 17 corrispondenti alle altre due molle 2’ e 2’”, comprime le tre molle 2’, 2”, 2”’ che trascinano il maglio 4 in direzione opposta alla freccia T.

In fase di carico della macchina quando le molle 2’, 2”, 2’” vengono compresse in direzione opposta alla freccia T, fino alla posizione di carica che determina la compressione delle molle 2’, 2”, 2”’, un perno 21, azionato dall’attuatore idraulico 3 montato su di una slitta a posizione regolabile mediante due vitoni 20 e solidale allo chassis 6, scende e blocca il sistema poiché va ad impegnarsi in una sede del maglio 4 predisposta a tal uopo. Per l’esecuzione della prova, una volta eseguita la fase di carico, è necessario far avanzare gli stessi cilindri 9 fino ai fine corsa 16 in modo da liberare la corsa e rialzare il perno di blocco 21.

Senza uscire dall’ambito dell’invenzione, è possibile utilizzare degli attuatori meccanici o meccanico-elettrici al posto degli attuatori idraulici 9.

Alla fine dell’operazione di carico, il maglio 4 viene compresso contro le molle 2’, 2”, 2”’ e una volta rilasciato esso viaggia linearmente e di moto rettilineo uniforme, naturalmente trascurando gli attriti esistenti tra gli elementi in contatto, per una corsa di lunghezza nota e libera rispetto allo chassis 6.

Il dispositivo dell’invenzione basa il suo funzionamento sulla trasformazione dell’energia potenziale elastica rilasciata dalle molle 2’, 2”, 2’” in energia cinetica e quindi, in parte, anche in energia impattante del maglio 4 sul palo della barriera di sicurezza, infisso nel terreno. Essendo note le masse delle molle, del maglio e dell’intera struttura del dispositivo, applicando il noto principio di conservazione dell’energia e della quantità di moto, si determinano le diverse componenti energetiche.

In generale, maggiore risulta la classe di contenimento della barriera in esame e maggiore sarà l’energia richiesta per eseguire un test corretto, di conseguenza maggiore sarà la compressione delle molle 2.

Un esempio non limitativo si riporta qui per la classe di contenimento H2: si esegue la compressione delle molle di circa 18.5 cm che generano un’energia di impatto circa pari a 6.5 kJ.

Un ulteriore vantaggio del dispositivo di prova dell’invenzione è la possibilità di effettuare prove di tipo quasi statico. In questo caso si vincola il maglio 4, tramite appositi elementi di fissaggio, alle staffe 17 dei cilindri idraulici 9, così da permettere al dispositivo di effettuare tale prova. In questo caso i cilindri 9 che sono azionati da una centralina idraulica e tramite elettrovalvole di controllo, non mostrati nelle figure, possono avanzare o indietreggiare con la velocità dell’olio che può essere regolata tramite opportuni strozzatori. In questa configurazione risultano così by-passate le molle che rimangono distese e la forza di applicazione viene misurata tramite una cella di carico bidirezionale posta sulla testa del maglio.

Benché il dispositivo di prova dell’invenzione sia stato descritto in questa variante di realizzazione preferita con tre molle elicoidali, senza peraltro uscire dall’ambito dell’invenzione, è possibile realizzare il dispositivo utilizzando una o più molle di altro tipo equivalenti, o un sistema di varie molle di tipo diverso tra loro, e ben note alla persona esperta del ramo.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di prova (1) per barriere di sicurezza stradale comprendente un corpo rigido (6) di sostegno, una massa impattante (4) movibile rispetto al corpo rigido secondo una direzione (T) rettilinea predeterminata, una o più molle (2’, 2”, 2’”) elastiche capaci di agire con la propria forza sulla massa impattante (4) facendo reazione sul corpo rigido (6), uno o più attuatori (9) capaci di fornire una forza per caricare elasticamente le una o più molle (2’, 2”, 2’”) elastiche, un dispositivo di fermo (21) capace di bloccare la una o più molle (2’, 2”, 2’”) elastiche in posizione carica e capace di essere sbloccato per consentire alla una o più molle (2’, 2”, 2’”) elastiche di rilasciare l’energia elastica sulla massa impattante (4).
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui le una o più molle sono tre molle elicoidali (2’, 2”, 2’”) disposte con proprio asse parallelo alla direzione (T) rettilinea predeterminata.
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, in cui sul corpo rigido (6) sono previste guide (5) e slitte (11, 12) di scorrimento per consentire un movimento della massa impattante rispetto al corpo rigido (6).
4. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui gli attuatori sono tre cilindri idraulici disposti con proprio asse parallelo alla direzione (T) rettilinea predeterminata.
5. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il dispositivo di fermo (21) può bloccare la una o più molle (2’, 2”, 2’”) in posizione di compressione diversa per consentire il rilascio di una diversa energia elastica sulla massa impattante (4).
6. Veicolo su cui è montato il dispositivo di prova (1) secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5.