SK9671Y1 - Záchytný systém, najmä na cesty a mosty - Google Patents

Abstract

Technické riešenia sa týka záchytného systému, najmä na cesty a mosty, ktoré obsahuje sústavu stĺpikov (1), ktoré sú usporiadané so vzájomným rozstupom 2,3 až 4,0 m, sústavu pozdĺžnych výstužných prvkov, z ktorých každý je prichytený k aspoň dvom stĺpikom (1) a ktoré na seba navzájom nadväzujú, a sústavu zvodníc (18) upevnených priamo alebo nepriamo k stĺpikom (1), ktoré na seba navzájom nadväzujú v pozdĺžnom smere a ktorých pozdĺžna os prechádza súbežne s pozdĺžnou osou pozdĺžnych výstužných prvkov.

Description

Oblasť techniky

Technické riešenie sa týka záchytného systému, najmä na cesty a mosty.

Doterajší stav techniky

Doterajšie záchytné systémy na cesty a mosty, najmä na rýchlostné komunikácie a diaľnice, obsahujú stĺpiky, na ktorých sú pomocou dištančných dielov pripevnené zvodnice alebo zvodnice sú pripevnené priamo na stĺpiku. Stĺpiky sú obvykle vyrobené z oceľových U profilov a môžu byť vybavené výstuhami z pásovej ocele. Dištančné diely, určené na stlmenie nárazu havarovaného vozidla na stĺpik a pripevnené k stĺpikom, sú obvykle tvorené rúrkou, U profilmi alebo plochými pásmi zváranými do tvaru krabice, vylisovanými alebo vyvalcovanými napríklad do tvaru písmena U s ohybmi vybavenými prírubami, napríklad na skrutkové pripojenie k stĺpiku záchytného systému.

Stĺpiky sú navzájom prepojené pomocou vodorovne usporiadaných tyčí, z ktorých každá je upevnená k aspoň dvom stĺpikom.

Takéto záchytné systémy alebo ich prvky sú opísané napríklad v českých úžitkových vzoroch č. 32234 a 18442 alebo v patentovej prihláške č. 2008-38.

Na zaistenie potrebnej tuhosti a funkcie záchytného systému je potrebné správne definovať vzdialenosť nosných stĺpikov, na ktorých sú cez dištančné diely alebo bez dištančných dielov upevnené zvodnice.

Vzájomná vzdialenosť stĺpikov je obvykle 1 až 2 m.

Nedostatkom týchto bežných záchytných systémov je, že sú nákladné z hľadiska materiálového aj z hľadiska náročnosti výstavby a montáže.

Podstata technického riešenia

Úlohou technického riešenia je redukovať alebo eliminovať uvedené nedostatky a vytvoriť záchytný systém.

S prekvapením sa zistilo a skúškami v teréne sa overilo, že záchytné systémy uvedeného typu je možné skonštruovať s významne väčšou vzdialenosťou medzi stĺpikmi, a aj napriek tomu dosahovať potrebné záchytné parametre, ako sú definované v normách. Predĺžením vzdialenosti medzi stĺpikmi na hodnotu 2,3 až 4,0 m dôjde k výraznej úspore materiálu a taktiež výstavba záchytného systému a kotvenie stĺpikov podstatne zlacnie.

Uvedená úloha je teda splnená záchytným systémom, najmä na cesty a mosty, ktorý obsahuje:

- sústavu stĺpikov, ktoré sú usporiadané so vzájomným rozstupom 2,3 až 4,0 m,

- sústavu pozdĺžnych výstužných prvkov, z ktorých každý je prichytený k aspoň dvom stĺpikom a ktoré na seba navzájom nadväzujú,

- sústavu zvodníc upevnených priamo alebo nepriamo k stĺpikom, ktoré na seba navzájom nadväzujú v pozdĺžnom smere a ktorých pozdĺžna os prechádza súbežne s pozdĺžnou osou pozdĺžnych výstužných prvkov.

Výhodne je vzájomná vzdialenosť stĺpikov 2,5 až 3,4 m, výhodnejšie 2,7 až 3,2 m. Pozdĺžne výstužné prvky sú výhodne tyče, výhodnejšie závitové tyče. Pritom je výhodné, keď sú tyče k stĺpikom prichytené pomocou strmeňov.

Pozdĺžne výstužné prvky prechádzajú podľa výhodného uskutočnenia v úrovni zvodnice alebo nad úrovňou horného okraja zvodnice.

Záchytný systém vo výhodnom uskutočnení obsahuje aspoň jeden dištančný diel, cez ktorý je zvodnica upevnená k stĺpiku.

Výhodne záchytný systém obsahuje sústavu dištančných dielov, z ktorých každý je upevnený k jednému stĺpiku, pričom dištančné diely sú tvorené uzavretými profilmi z oceľového plechu.

Dištančné diely sú výhodne upevnené k stĺpikom tak, že pozdĺžna os dutiny uzavretého profilu je zvislá, pričom výhodne steny dištančného dielu sa smerom od stĺpika k zvodnici plynule zvyšujú.

Pozdĺžne výstužné prvky sú výhodne usporiadané s odstupom aspoň 10 mm, výhodnejšie aspoň 80 mm od zvodníc.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Príkladné uskutočnenie technického riešenia je schematicky znázornené na výkresoch, kde na obr. 1 je pohľad zboku v reze na záchytný systém podľa tohto technického riešenia, na obr. 2 je bokorys dištančného dielu z obr. 1 a na obr. 3 je pôdorys dištančného dielu z obr. 1. Obr. 4 zobrazuje pohľad na nainštalovaný záchytný systém podľa tohto technického riešenia zo strany odvrátenej od cesty.

Príklady uskutočnenia

Záchytný systém podľa tohto technického riešenia obsahuje sústavu v rade s odstupom usporiadaných stĺpikov 1 ukotvených vzhľadom na nosný podklad 7 a vybavených vždy dištančným dielom 8.

Stĺpiky 1 môžu výhodne obsahovať šikmú výstuž 26 a ďalej aspoň jednu vertikálnu prírubu 11. V znázornenom uskutočnení každý stĺpik 1 obsahuje dve navzájom rovnobežne usporiadané vertikálne príruby 11. V niektorých prípadoch je výhodné vybaviť stĺpiky výplňovou štruktúrou, ako je to známe z doterajšieho stavu techniky. Výhodným materiálom stĺpika 1 je valcovaný alebo ohýbaný profil a v takom prípade, pokiaľ je stĺpik 1 tvorený valcovaným alebo ohýbaným profilom s možnou šikmou vzperou 26, majú tieto profily výhodne hrúbku steny v rozmedzí 4 mm až 8 mm, ramená s dĺžkou 40 až 80 mm, výhodne 50 až 70, výhodnejšie 60 mm, a dno profilu má šírku 100 až 190 mm, výhodne 130 až 150 mm, výhodnejšie 140 m, výška stĺpika je v rozmedzí 500 mm až 1 200 mm.

Jednotlivé stĺpiky 1 sú upevnené (napr. navarené) k pätnej doske 6 a cez ňu ukotvené k nosnému podkladu 7 pomocou kotvy 5, napríklad kotvy takého typu, ako je opísané v úžitkovom vzore č. 17155.

Stĺpiky 1 sú navzájom prepojené tyčami 23, čo sú výhodne závitové tyče alebo prípadne tyče s vonkajším závitom na svojich koncoch. Tieto tyče 23 sú prichytené k stĺpiku 1, najlepšie k jeho vertikálnej prírube 11, pomocou strmeňov 22, ktoré sú k stĺpiku 1 prichytené pomocou skrutiek 24. Každý strmeň 22 spolu s vertikálnou prírubou 11 tvorí priechodný otvor, ktorým je prevlečená tyč 23. Výhodne obsahujú strmene 22 na vnútornej strane výstupky alebo drážky, ktoré sú v zábere so závitom tyče 23 (neznázornené).

Strmene 22 sú usporiadané v hornej pätine výšky stĺpika 1, výhodne v úrovni zvodnice 18 alebo nad ňou.

Ku každému zo stĺpikov 1 je upevnený dištančný diel 8, a to najlepšie k jeho vertikálnej prírube 11 pomocou skrutiek 19, ktoré prechádzajú neznázornenými otvormi v stĺpiku 1 a zadnými otvormi 82a, 82b v zadnej stene 82 dištančného dielu 8.

Súčasne sú k dištančným dielom 8 pripevnené zvodnice 18, a to pomocou skrutiek 17, z ktorých každá prechádza jednak neznázorneným otvorom v zvodnici 18 a jednak predným otvorom 81a v čelnej stene 81 dištančného dielu 8. Zvodnica 18 prechádza v podstate v rovnakom smere ako tyče 23 a vytvárajú súvislý pás pozdĺž príslušnej komunikácie.

Vhodným materiálom zvodnice 18 je napríklad ohýbaný oceľový profil z plechu hrúbky 4 mm, napríklad typu NH4 alebo A-NH-94.

V zobrazenom výhodnom príkladnom uskutočnení prechádzajú tyče 23 v jednej úrovni v zákryte za zvodnicou 18. Je ale samozrejme možné aj iné rozmiestnenie, prípadne môžu tyče 23 prechádzať aj v dvoch alebo viacerých úrovniach.

V zobrazenom výhodnom uskutočnení sú tyče 23 upevnené k stĺpikom 1 na rovnakej strane ako zvodnice 18, ale môžu byť upevnené aj na druhej strane stĺpikov 1.

Vonkajší priemer tyče 23 je výhodne v rozmedzí 20 až 40 mm a vhodným materiálom je materiál s pevnosťou 235 - 1 200 MPa.

Alternatívne je možné použiť namiesto tyče 23 rúrku s vonkajším priemerom 20 až 110 mm.

Tyče 23 sú navzájom prepojené výhodne pomocou matíc 50, ktorých dĺžka je v rozmedzí 3- až 7-násobku vonkajšieho priemeru závitu tyče 23.

Dištančný diel 8 podľa tohto technického riešenia je vo forme rúrkovitého dielca, ktorého pôdorys, resp. profil, je zrejmý z obr. 3 a ide o uzavretý profil (tzv. Jäklov) vyrobený priamo alebo zvarením z pásoviny. Dištančný diel 8 teda obsahuje štyri steny, a to

- čelnú stenu 81, ktorá je uspôsobená na pripevnenie zvodnice 18,

- vzhľadom na ňu protiľahlú zadnú stenu 82, ktorá je uspôsobená na upevnenie k stĺpiku 1, a

- dvojicu bočníc.

Každá z bočníc je lomená alebo ohnutá pozdĺž požadovanej deformačnej línie 85, ktorá rozdeľuje bočnicu na prednú bočnicovú časť 83, ktorá susedí s čelnou stenou 81, a zadnú bočnicovú časť 84, ktorá susedí so zadnou stenou 82. Predná bočnicová časť 83 a zadná bočnicová časť 84 zvierajú navzájom uhol 130 až 170°, najmä 140 až 160°. Výhodne sa profil dištančného dielu 8 smerom od požadovanej deformačnej línie 85 k čelnej stene 81 aj k zadnej stene 82 vďaka uvedenému zalomeniu zužuje a tvorí šesťuholník.

Dištančný diel 8 sa výhodne inštaluje v záchytnom systéme zvislo, teda v polohe, v ktorej obr. 3 predstavuje pôdorys dištančného dielu 8. Je ale tiež možné nainštalovať dištančný diel 8 vodorovne, teda v polohe, v ktorej obr. 3 predstavuje bokorys, pričom jedna lomená bočnica je usporiadaná hore a druhá dole.

V prípade zvislého uloženia dištančného dielu 8 majú bočnice výhodne plynule sa zväčšujúcu výšku, teda od zadnej steny 82 k čelnej stene 81, ako je to znázornené na obr. 2.

Výhodne prechádza šikmá výstuž 26 stĺpika 1 od jeho zadnej dolnej časti šikmo nahor k oblasti upevnenia dištančného dielu 8. Vďaka tomu nedochádza pri náraze k ohybu stĺpika 1 pôsobením sily prenášanej z dištančného dielu 8 na stĺpik 1.

Vhodným materiálom dištančného dielu 8 je napríklad oceľ, napríklad konštrukčná oceľ S235, S355, pričom vhodná hrúbka materiálu dištančného dielu 8 je 2 až 10 mm.

Obr. 4 uvádza záchytný systém v prevádzke. Záchytný systém je inštalovaný na okraji vozovky v miestach, kde je požadovaná zvýšená bezpečnosť cestnej premávky, napr. na rýchlostnej komunikácii alebo moste.

Na zaistenie dostatočnej tuhosti zvodidla pri náraze a súčasne pre maximálnu ekonomickosť konštrukcie bola ako obzvlášť výhodná zistená konštrukcia, v ktorej sa vzájomná vzdialenosť stĺpikov 1 pohybuje v rozmedzí 2,3 - 4 m. Nárazová skúška opísaného záchytného systému so vzájomnou vzdialenosťou stĺpikov 1 s veľkosťou 3 m bola uskutočnená v súlade s normou EN1317, pričom bol použitý osobný automobil s hmotnosťou 900 kg pri rýchlosti 100 km/h a autobus s hmotnosťou 13 000 kg pri rýchlosti 70 km/h. Výsledok nárazovej skúšky plne vyhovoval požiadavkám uvedenej normy.

Pri náraze vozidla na zvodnicu 18 dôjde k prenosu vzniknutej sily zo zvodnice 18 na najbližšie dištančné diely 8. Dištančné diely sa v dôsledku toho deformujú, a to vopred stanoveným spôsobom, resp. ohybom v požadovanej deformačnej línii 85. Vďaka tomu sa dištančný diel pri náraze deformuje k stĺpiku 1 zvodidla a bočné strany deformovaného dištančného dielu 8 obalia hrany stĺpika 1 záchytného systému, aby nedošlo k prestrihnutiu zvodnice 18 o hranu stĺpika 1.

Náraz vozidla spôsobí tiež trením o zvodnicu 18 jej pohyb v smere jazdy vozidla, čo sa prejaví snahou o pootočenie stĺpika 1. Proti tomuto pootočeniu však pôsobí tyč 23 vplyvom tuhosti susedných stĺpikov 1 usporiadaných v rade po oboch stranách stĺpika 1. Účinok tyče 23 je navyše zvýšený jej umiestnením v zákryte za zvodnicou 18, keďže je pripojená k stĺpiku 1 v tesnej blízkosti pripojenia dištančného dielu 8. Prenos sily od nárazu vozidla na stĺpik 1 je ďalej znížený šikmou výstužou 26, šikmo rozoprenou medzi dvojicou vertikálnych prírub 11 stĺpika 1.

Z výsledkov skúšok podľa normy EN 1317 bola stanovená vhodná vzájomná vzdialenosť stĺpikov 1, a to 2,3 až 4,0 m, výhodne 2,5 až 3,4 m, výhodnejšie 2,7 až 3,1 m a najvýhodnejšie 3 m. Úroveň zadržania podľa normy EN 1317 zodpovedala hodnote H2 a index prudkosti nárazu hodnote B (1,1).

V inom, neznázornenom, uskutočnení môže byť tyč 23 so závitom nahradená iným pozdĺžnym výstužným prvkom, napríklad tyčou bez závitu, resp. tyčou so závitom len na koncoch, alebo dostatočne tuhou rúrkou, dutým profilom, ohýbaným profilom alebo pásovinou. Pritom je možné spojiť na seba nadväzujúce pozdĺžne výstužné prvky spojovacím prvkom alebo je možné priľahlé konce na seba nadväzujúcich pozdĺžnych výstužných prvkov upevniť k spoločnému stĺpiku 1.

V ďalšom neznázornenom uskutočnení prechádzajú dištančné diely v pozdĺžnom smere súbežne so zvodnicou 18 tak, že je pripevnený k aspoň dvom stĺpikom 1.

A v ešte ďalšom neznázornenom uskutočnení nie sú dištančné diely 8 použité, pričom zvodnica 18 je priamo upevnená k stĺpikom 1.

Stĺpik 1 je pripevnený k pätnej doske 6, pričom zvodnica 18 je usporiadaná tak, že jej horný okraj je vo výške 550 mm až 700 mm nad hornou plochou pätnej dosky 6 a pozdĺžne výstužné prvky sú upevnené k stĺpikom 1 vo vzdialenosti 30 až 100 mm od vrcholov stĺpikov 1.

Priemyselná využiteľnosť

Záchytný systém podľa tohto technického riešenia je možno využiť pri projektovaní ciest a mostov, najmä rýchlostných komunikácií a diaľnic s požiadavkou zvýšenej bezpečnosti cestnej premávky.

Claims (13)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Záchytný systém, najmä na cesty a mosty, vyznačujúci sa tým, že obsahuje: sústavu stĺpikov (1), ktoré sú usporiadané so vzájomným rozstupom 2,3 až 4,0 m; sústavu pozdĺžnych výstužných prvkov, z ktorých každý je prichytený k aspoň dvom stĺpikom (1) a ktoré na seba navzájom nadväzujú; sústavu zvodníc (18) upevnených priamo alebo nepriamo k stĺpikom (1), ktoré na seba navzájom nadväzujú v pozdĺžnom smere a ktorých pozdĺžna os prechádza súbežne s pozdĺžnou osou pozdĺžnych výstužných prvkov.
2. 2. Záchytný systém podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že vzájomná vzdialenosť stĺpikov (1) je 2,5 až 3,4 m.
3. 3. Záchytný systém podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že vzájomná vzdialenosť stĺpikov (1) je 2,7 až 3,2 m.
4. 4. Záchytný systém podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že pozdĺžne výstužné prvky sú tyče (23).
5. 5. Záchytný systém podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že tyče (23) sú závitové tyče.
6. 6. Záchytný systém podľa nárokov 4 alebo 5, vyznačujúci sa tým, že tyče (23) sú k stĺpikom (1) prichytené pomocou strmeňov (22).
7. 7. Záchytný systém podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že pozdĺžne výstužné prvky sú vybrané zo skupiny, ktorú tvorí rúrka, dutý profil, ohýbaný profil a pásovina.
8. 8. Záchytný systém podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 7, vyznačujúci sa tým, že pozdĺžne výstužné prvky prechádzajú v úrovni zvodnice (18) alebo nad úrovňou horného okraja zvodnice (18).
9. 9. Záchytný systém podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 8, vyznačujúci sa tým, že obsahuje aspoň jeden dištančný diel (8), prostredníctvom ktorého je zvodnica (18) upevnená k stĺpiku (1).
10. 10. Záchytný systém podľa nároku 9, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že obsahuje sústavu dištančných dielov (8), z ktorých každý je upevnený k jednému stĺpiku (1), pričom dištančné diely (8) sú tvorené uzavretými profilmi z oceľového plechu.
11. 11. Záchytný systém podľa nároku 10, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že dištančné diely (8) sú upevnené k stĺpikom (1) tak, že pozdĺžna os dutiny uzavretého profilu je zvislá.
12. 12. Záchytný systém podľa nároku 11, vyznačujúci sa tým, že steny dištančného dielu (8) sa smerom od stĺpika (1) k zvodnici (18) plynule zvyšujú.
13. 13. Záchytný systém podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 12, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že pozdĺžne výstužné prvky sú usporiadané s odstupom aspoň 10 mm, výhodne aspoň 80 mm od zvodníc (18).