барьерное дорожное ограждение автомагистралей

Формула изобретения

1. Барьерное дорожное ограждение автомагистралей, содержащее стойки с укрепленными на них посредством консолей продольными балками, отличающееся тем, что каждая стойка опирается на фартук высотой Н из листовой стали шириной S, выполненный с вертикальным и горизонтальным элементами разных площадей и с наклонным, расширяющимся книзу трапециевидным элементом между ними, боковые кромки которого шириной (1,7-1,8)S отогнуты на 45° внутрь ограждения, при этом на вертикальном элементе выполнено отверстие для крепления к стойке, а на горизонтальном - отверстия для анкерных болтов, угол наклона трапециевидного элемента 60° при его длине (0,64-0,67)Н, между этим и горизонтальным элементами выполнен промежуточный вертикальный элемент с шириной, равной ширине горизонтального элемента, и высотой в пределах (0,110-0,125)Н, а отношение ширин горизонтальных и вертикальных элементов равно 0,30-0,34.

2. Ограждение по п.1, отличающееся тем, что фартук выполнен со вторым наклонным и вторым вертикальным элементами, расположенными симметрично вертикальной оси стойки по отношению к другим наклонному и вертикальному элементам.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к дорожным ограждениям автомобильных магистралей может быть использовано при строительстве мостов и путепроводов.

Такими ограждениями оснащаются все современные автомагистрали, что повышает безопасность движения даже при высоких скоростях транспорта. Основные требования, предъявляемые к дорожным ограждениям барьерного типа: предотвращение серьезного травмирования участников движения и максимальное сохранение работоспособности ограждения после наезда на него автомобиля. С этой целью ограждения оборудуются относительно сложными элементами (балками, консолями и стойками) и узлами соединения этих элементов между собой.

Вертикальные стойки и остальные элементы барьерных мостовых ограждений крепятся к промежуточному строению мостов или путепроводов и между собой болтами.

Известно дорожное барьерное ограждение, содержащее вертикальные полые стойки переменного сечения вдоль вертикали, на которых в три яруса закреплены горизонтальные (продольные) балки (FR №2698643, МПК Е 01 F 15/00, 1994 г.). Недостатком такого ограждения является повышенная жесткость на сжатие, что увеличивает продольные перегрузки из-за малого времени гашения удара транспортного средства.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является барьерное дорожное ограждение группы 11МО, приведенное в ГОСТ 26804-86, “Ограждения дорожные металлические барьерного типа (техусловия)”, с.5, черт.5.

Это ограждение содержит стойки, с укрепленными на них посредством консолей продольными балками, и характеризуется тем, что стойки крепятся к мостовому строению болтами. Недостатком известного дорожного ограждения является возможность его разрушения даже при однократном наезде на него автотранспорта.

Действительно, при достаточной силе удара происходит отрыв балки с консолью от жестко закрепленной стойки, что и приводит к необратимому разрушению ограждения с известными отрицательными последствиями.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности ограждения и продление срока его эксплуатации.

Для решения указанной задачи у барьерного дорожного ограждения автомагистралей, содержащего стойки с укрепленными на них посредством консолей продольными балками, каждая стойка опирается на фартук высотой Н из листовой стали толщиной S, выполненный с вертикальными и горизонтальными элементами разных площадей и с наклонным, расширяющимся книзу трапециевидным элементом между ними, боковые кромки которого шириной (1,7...1,8)S отогнуты на 45° внутрь ограждения, при этом на вертикальном элементе выполнено отверстие для крепления к стойке, а на горизонтальном - отверстия для анкерных болтов, угол наклона трапециевидного элемента к горизонтали 60° при его длине (0,64...0,67)Н, между этим и горизонтальным элементами выполнен промежуточный вертикальный элемент с шириной, равной ширине горизонтального элемента и высотой в пределах (0,110...0,125)Н, а отношение ширин вертикальных и горизонтальных элементов равно 0,30...0,34. Фартук может быть выполнен со вторыми наклонным и вертикальным элементами, расположенными симметрично вертикальной оси стойки по отношению к другим наклонному и вертикальному элементам.

Вышеприведенные соотношения получены при обработке опытных данных и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что каждая стойка предлагаемого мостового ограждения устанавливается на специальной детали (фартуке), которая и крепится на полотне с помощью анкерных болтов. При этом основные параметры фартука выбраны такими, чтобы при наезде автотранспорта на ограждение произошел отрыв фартука от стойки. В результате этого сохраняется целостность продольных балок и консолей, т.е. работоспособность всего ограждения, которое, как показала опытная проверка (см. ниже), будет удерживать на проезжей части и последующие транспортные средства (в случае их наезда на ограждение).

На фиг.1 схематично показана часть заявляемого барьерного ограждения, а на фиг.2 - конструкция фартука под стойку.

Продольная балка 1 посредством консолей 2 закреплена на стойках 3 высотой h, каждая из которых установлена на фартуке, крепящимся к полотну анкерными болтами 5 (см. фиг.1). Расстояние между стойками l.

Фартук (на фиг.2 показан вариант с одним наклонным и одним вертикальным элементами), выполненный из листовой стали толщиной S, содержит горизонтальный 6 и основной вертикальный 7 элементы шириной соответственно В_г и В_в и длиной L_г и L_в, причем L_г >L_в, а В_в=(0,30...0,34)В_г . Между ними расположен наклонный (под углом =60°) к горизонтам трапециевидный элемент 8, боковые кромки 9 которого шириной b=(l,7...1,8)S отогнуты внутрь ограждения (т.е. по направлению к стойке) на 45°; длина элемента 8 l=(0,64...0,67)Н.

На элементе 7 выполнены отверстия 10 для крепления его к стойке, а на элементе 6 - отверстия 11 под анкерные болты. Ширина промежуточного вертикального элемента 12 равна В_г, а его высота h=(0,110...0,125)H.

Параметры фартука выбраны такими, чтобы, во-первых, он достаточно надежно удерживал стойку с консолью и продольной балкой и, во-вторых, при ударе с большой силой (вследствие наезда автомобиля на ограждение) происходил отрыв стойки от элемента 7 фартука при сохранности крепления к ней консолей и балки. Ремонт ограждения при этом сводится, в большинстве случаев, только к замене одного или нескольких фартуков.

Натурные испытания предлагаемого барьерного ограждения были проведены на Центральном автополигоне (НИЦИАМТ) в г. Дмитрове.

С этой целью в ограждении испытывались фартуки различных размеров элементов и вышеназванных углов при варьировании энергии ударов об ограждение в пределах 50-470 кДж. Наилучшие результаты (отрыв стойки от фартука при незначительной деформации продольных балок) получены при использовании в ограждениях фартуков (в том числе - с двумя симметричными наклонными трапециевидными элементами) с рекомендуемыми углами и соотношениями основных размеров. Отклонения от этих соотношений приводили либо к чрезмерной деформации балок и консолей, либо к изгибу стоек (без их отрыва от фартуков), что в условиях эксплуатации ограждений приведет к известным нежелательным последствиям.

Так, к значительной деформации деталей ограждения и даже к его разрушению приводило увеличение угла до 61...75°, уменьшение ширины b боковых кромок 9 (см. фиг.2) и угла их наклона внутрь ограждения (а также отсутствие этих кромок на элементе 8), увеличение высоты h промежуточного элемента 12 до (0,126...0,160)Н, уменьшение В_в:В_г до 0,15...0,29. К изгибу стоек ограждения и отсутствию их отрыва от фартука вело уменьшение L, увеличение b до (1,9...2,3)S и угла наклона кромок 9, уменьшение h до (0,080...0,109)Н, увеличение В_в:В_г до 0,35...0,45 и уменьшение l.

Сравнительные испытания известных ограждений, выбранных в качестве ближайшего аналога, показали, что они становятся непригодными к дальнейшей эксплуатации в случаях чаще, чем предлагаемые ограждения, в среднем, чем в 2,5 раза.

Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущества перед известным объектом.

По данным экономических исследований, выполненных в ЗАО “Южуралавтобан”, повышение надежности предлагаемых дорожных барьерных ограждений продляет срок их эксплуатации, что снижает трудозатраты на ремонт и восстановление ограждений не менее чем на 40%.

Примеры конкретного выполнения.

1. Барьерное дорожное ограждение (см. фиг.1) содержит швеллерные стойки высотой Н=0,7 м, расположенные на расстоянии l=1 м друг от друга, на которых посредством консолей закреплен один ряд продольных балок из гнутого профиля сечением 1442 мм².

Каждая стойка двумя болтами M16 крепится к элементу 7 фартука (см. фиг.2). Размеры фартука, выполненного из листовой стали 3 сп толщиной 8=3 мм:

Н=254 мм, L_г=286 мм, L_b=80 мм, В_b=80 мм (т.е. В_b:В_r=0,33), l=166 мм, =60°, b=1,75, S=5 мм, угол наклона отбортовок трапециевидного элемента 45°, h=0,118, Н=30 мм.

В элементе 6 выполнены четыре отверстия диаметром 26 мм под анкерные болты.

2. Дорожное ограждение с теми же Н_с и l_с, но содержащее два ряда продольных балок, закрепленных на консолях по обе стороны от стоек.

Фартук имеет по два вертикальных и наклонных элемента тех же размеров; стойка крепится к фартуку четырьмя болтами M16, а количество анкерных болтов 4. Длина фартука L _r=286 мм.