RU2548630C1

RU2548630C1 - Motor road barrier

Info

Publication number: RU2548630C1
Application number: RU2013145521/03A
Authority: RU
Inventors: Давид Михайлович Белый
Priority date: 2013-10-10
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2015-04-20
Also published as: RU2013145521A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: barrier comprises vertical stands deepened into road surface soil and connected by barrier elements mounted on them. The latter are made in the form of a system of plates from spring steel that are vertically installed next to each other and are a part of a hollow cylinder, and have two stable working states characterises by reverse convexity and a relay transition from one state to the other under action of a critical outer transverse load, reverse convexity. Plates face the road surface with their convexities and are connected to each other by adjacent ribs with the help of flexible strong ties.

EFFECT: increased traffic safety.

2 dwg

Description

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и предназначено для повышения безопасности движения.The invention relates to the construction of roads and is intended to improve traffic safety.

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]/.Fencing of roads is known, containing vertical racks buried in the ground with horizontal elastic shock absorbing or plastically deformable elements for absorbing the shock mounted thereon. / see, for example, the application of France No. 2244875, cl. E01F 15/00, 1975 [1]; US patent No. 13540699, cl. 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.The disadvantages of such fences are low shock absorption and increased danger due to the unpredictable behavior of the car on the road after an impact. This is due to the fact that a decrease in stiffness and an increase in the viscosity of the fence elements makes them ineffective and can lead, in the case of a significant speed of the vehicle, to its complete destruction when moving along the fence due to significant friction forces. An increase in the rigidity of the fence leads to an impact shock dropping the car onto the road with a significant probability of repeated collisions.

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]/.There are also a number of designs of fences for roads containing mechanical, magnetic, elastic, etc. mounted on vertical racks. elements with the possibility of linear and angular displacements relative to the struts / see, for example, US patent No. 8392909, class. 256-13.1, 1966 [3]; A.S. USSR No. 1011770, class E01F 15/00, 1982 [4]; A.S. USSR No. 1178828, cl. E01F 15 / 00.1984 [5]; RF patent for the invention No. 2393288, class 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.These devices allow you to slightly stretch the impact time by creating affects of the vehicle’s rolling along the fence and changing the direction of collisions with its elements. However, they do not allow dramatically increasing the efficiency of shock absorption, and most importantly, they are characterized by significant design complexity, low reliability of moving elements, and high cost, which practically excludes the possibility of their widespread use over long sections of the road.

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.The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of essential features is a road fence containing vertical racks buried in the ground of the roadway, and rollers, each pair of which mounted on adjacent racks, is covered by an elastic movable tape / cm. A.S. USSR No. 962415, class E01F 15/00, 1981 [7] /, and adopted as a prototype.

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.The disadvantages of the prototype device is the low efficiency of damping the impact force of a car when it hits a fence due to both low absorption and dispersion of the kinetic energy of the impact, and a slight change in the direction of each of the collision sequences relative to the previous one.

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.The essence of the invention lies in the creation of a relatively simple, reliable and technologically advanced construction of a road fence, which provides effective quenching of the energy of collisions due to relay restructuring by the fence of its shape at each collision, accompanied by powerful dissipation of the kinetic energy of the impact, and due to a radical change in the angle of force interaction of the car with a fence at each of the sequence of their collisions.

Технический результат - повышение эффективности гашения силы удара автомобиля при его наеде на ограждение.The technical result is an increase in the efficiency of damping the impact force of a car when it is driven over the fence.

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.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in a known road enclosure containing vertical racks buried in the ground of the roadway connected by movable obstruction elements mounted on them, the feature is that the movable obstruction elements are made in the form of a system vertically mounted next to each other with another along the roadway, spring steel plates that are part of a hollow cylinder and have two stable working joints -being, characterized by a reverse camber and relay passage to bend around the vertical axis from one state to another under the action of the critical outer opposite convexity, transverse load, wherein the plate is convex towards the roadway and connected to each other adjacent vertical edges by flexible durable bonds.

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.The invention is illustrated by drawings, where the proposed device is schematically shown in a general view from the side of the roadway: in Fig. 1, in the initial state; figure 2 - after the collision of the car on one of the fencing plates on its left side.

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]/.The fence of the road contains buried in the ground 1 of the roadway 2 vertical racks 3 connected by mounted movable barrier elements 4. The latter are made in the form of a system of 2 spring steel plates vertically mounted next to each other along the roadway, which are part of a hollow cylinder and have two stable operating states characterized by inverse convexity and a relay transition from one state to another under the action of a critical external opposite klosti transverse loads. In this case, the plates 4 are convex to the roadway 2 and are connected to each other by adjacent vertical ribs using flexible strong ties made in the form of segments 5 of a steel cable threaded through holes 6 at the edges of the plates 4 and connected by ends, and pieces of 5 cables at the extreme plates 4, adjacent to the racks 3 by ribs, capture these racks and are fixed on them from vertical displacements using special stoppers 7 with hats tightly inserted into the through radial holes in the racks 3. The manufacturing process The formation of plates 4 of elastic steel with two stable states has long been known and commercially worked out / see, for example, a.s. USSR No. 1203260, class F16F 1/10, 1984 [8]; A.S. USSR No. 1798560, class F16F 1/10, 1989 [9] /.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.The work of the proposed device is as follows.

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.The position of the guard plates 4 in the initial operating state is shown in FIG. 1, where all the plates 4 are convex to the roadway 2 / one of the stable operating states /. Suppose that the car is hit by the leftmost barrier plate 4 in the figure at any angle to the fence. In any case, the value of the transverse external load attached to this plate 4 during dangerous shocks / cm. below / will exceed the critical value for a given plate 4, while the plate will relayly operate and “click” it will switch to the second stable working condition, characterized by its convexity in the direction from the roadbed 2. Such a jump or “click” is similar to a mini-explosion and is accompanied by relay rebuilding with its fence forms and powerful dissipation and absorption of the kinetic energy of the impact of the car into the fence. Any, even in the most difficult case, a direct transverse impact of a car into one of the plates 4 as a result of an instant change at a given point in the convexity of the plate for concavity is transformed into an oblique sliding impact, which sharply reduces the risk of the car dropping back onto the roadbed 2 and reduces the force of impact interaction . After the first blow and the actuation of the extreme plate 4, the car, after contacting its concave surface, moving to the right along the fence, in the second impact, contacts the second convex plate 4, after which, with sufficient strength of the second impact, it also jumps, etc. . Obviously, here, with each series of successive collisions, the angle of force interaction of the car with the plates 4 changes dramatically, as a result of which the car practically does not tear itself away from the fence and does not collapse until the kinetic energy of the shock is completely extinguished, and the efficiency of quenching the impact force / kinetic energy also increases sharply hit. After the collision, in the case of maintaining the integrity of the fence, it must again be restored to its original working state, for which purpose, by means of transverse force acting on the plates 4 from the outside of the roadway 2 / using power road mechanisms /, the plates 4 are activated back to their position bulge towards the roadway.

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.According to the applicant, the proposed design is highly reliable, manufacturable, easy to assemble and configure, practically does not require adjustment, is not sensitive to deviations from the nominal values of its structural, technological and physical parameters. That is, at low intensities / at low vehicle speeds / sliding car collisions on the fencing plates 4, the latter simply will not relay operation and will perform the functions of an effective elastic safety barrier. With strong in intensity, or close to direct impacts, the forces of impact interaction of the car with the guard will be guaranteed to exceed the critical loads for the plates 4 with a margin, at which their relay operation occurs.

Claims

A road fence containing vertical racks buried in the ground of the roadway connected by movable obstruction elements mounted on them, characterized in that the movable obstruction elements are made in the form of a system of spring steel plates vertically mounted next to each other along the roadway, which are part of a hollow cylinder and having two stable operating conditions, characterized by a reverse convexity and a relay transition with a bend around the vertical axis of one th state to another under the action of an external critical opposite convexity, transverse load, wherein the plate is convex towards the roadway and connected to each other adjacent vertical edges by flexible durable bonds.