узел стойки одностороннего мостового ограждения

Формула изобретения

1. Узел стойки одностороннего мостового ограждения автомагистралей, содержащий установленную на полотне стойку высотой Н с консолью, на которой закреплены на заданной высоте основная балка и продольная связь, отличающийся тем, что стойка опирается на поддерживающий элемент, выполненный с анкерными болтами, а над основной балкой на расстоянии (0,43÷0,44)Н от нее по вертикали закреплена вторая балка корытного сечения и на консоли - вторая продольная связь, при этом расстояние от вертикальной стенки этой балки до оси стойки равно (0,15÷0,16)Н, а полная ширина узла (0,43÷0,44)Н.

2. Узел по п.1, отличающийся тем, что на основной балке по середине ее ширины укреплена дополнительная балка корытного сечения, одинакового с поперечным сечением балки, установленной над основной балкой, а высота стойки равна (1,48÷1,50)Н.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к барьерным ограждениям, устанавливаемым на мостах и путепроводах.

Такие ограждения являются важным элементом названных объектов, обеспечивающим безопасность движения по ним автотранспорта даже с повышенной скоростью. Если ограждение двухъярусное (увеличенной высоты), то оно предназначено для смешанного движения, т.е. как легковых автомобилей, так и автобусов, и грузовых автомобилей.

Двухъярусные мостовые ограждения бывают разной высоты (например, 1,16 и 1,73 м), которая определяется многими факторами: количеством полос на трассе, ее пропускной способностью, допустимой скоростью движения и его интенсивностью и др. При этом ограждения большей высоты обладают и более высокими прочностными характеристиками.

Основные требования, предъявляемые к мостовым дорожным ограждениям: максимальная безопасность участников движения и сохранение надлежащей работоспособности ограждения при наезде на него автотранспорта, а также возможность дальнейшего его движения после наезда. С этой целью упомянутые ограждения оборудуются относительно сложными элементами (стойками, консолями, продольными балками и связями) и узлами соединения этих элементов между собой.

Вертикальные стойки (нередко - из гнутых швеллеров) барьерных ограждений обычно углубляются в полотне (поверхности) моста или путепровода, причем консоли и продольные (горизонтальные) балки и связи крепятся между собой болтами.

Известно барьерное трехъярусное ограждение, у которого балки всех трех ярусов имеют прямоугольное или коробчатое сечение и соединены со стойками через буферные вставки коробчатого сечения, которые могут быть выполнены гофрированными (см. пат. РФ №2158799, кл. Е 01 F 15/04 от 10.11.2000 г.). Недостатком такого ограждения является возможность его разрушения за счет значительного изгиба стоек при достаточной силе удара от наезда автомобиля.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является узел стойки ограждения, приведенный в технических условиях ТУ 5216-067-36910961-97 “Ограждения дорожные, удерживающие, для автомобилей, боковые первого типа в одностороннем и двустороннем исполнении”, черт.34.

Этот узел содержит установленную на полотне стойку с жесткой консолью, на которой закреплены продольные балки и связь, и характеризуется тем, что стойка выполнена из двух гнутых профилей “Сигма” - см. черт. 8 в этих ТУ) и углублена в полотно, а балка выполнена из двух гнутых профилей “В” (см. там же).

Недостатком такой конструкции узла является малая его надежность для смешанного движения, обусловленная относительно небольшой высотой узла (около 0,7 м), а также возможность деформации стойки с разрушением всего ограждения на данном участке, что особенно неприемлемо для мостов и путепроводов.

Технической задачей предлагаемого изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик и повышение надежности мостовых ограждений для смешанного движения.

Для решения указанной задачи у узла стойки одностороннего мостового ограждения, содержащего установленную на полотне стойку высотой Н с консолью, на которой закреплены на заданной высоте основная балка и продольная связь, стойка опирается на поддерживающий элемент, выполненный с анкерными болтами, а над основной балкой на расстоянии (0,43... 0,44)Н от нее по вертикали закреплена вторая балка корытного сечения и на консоли - вторая продольная связь, при этом расстояние от вертикальной стенки этой балки до оси стойки равно (0,15... 0,16)Н, а полная ширина узла - (0,43... 0,44)Н и на основной балке по середине ее ширины может быть укреплена дополнительная балка корытного сечения, одинакового с поперечным сечением балки, установленной над основной балкой, а высота стойки при этом равна (1,48... 1,50)Н.

Вышеприведенные соотношения получены при обработке опытных данных и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения состоит в изменении конструкции узла стойки мостового ограждения и оптимизации его основных параметров.

В результате этого узел становится пригодным для использования его в мостовых ограждениях, обладающих высокими эксплуатационными характеристиками и достаточной надежностью и обеспечивающих безопасность автобусов, легковых и грузовых автомобилей.

На фиг.1 показана конструкция предлагаемого узла стойки одностороннего мостового ограждения (вариант с дополнительным корытным профилем на основной продольной балке).

Вертикальная стойка 1 узла опирается на элемент 2, крепящийся к полотну анкерными болтами 3. На консоли 4 болтами закреплена наклонная основная продольная балка 5 из фасонного гнутого профиля, по середине ширины которой расположена балка 6 из корытного профиля. На расстоянии h=(0,57... 0,59)Н от основной балки к стойке 1 с помощью скоб (не показаны) крепится болтами балка 7, конфигурация поперечного сечения и площадь которой такие же, как у балки 6. Расстояние от вертикальной стенки балки 7 до средней оси стойки - b=(0,10... 0,11)Н. На консоли и со стороны, противоположной стороне движения, укреплены две продольные связи 8. Полная ширина узла - В=(0,290... 0,295)Н.

Если рассматриваемый узел выполнен без дополнительной балки 6, то высота стойки 1 принимается равной H^/=(0,66... 0,68)H; при этом параметры: h=(0,43... 0,44)H^/, b=(0,15... 0,16)H^/, В=(0,43... 0,44)H^/, причем абсолютные величины “b” и “B” остаются измененными.

При наезде легкового автомобиля на ограждение “гашение” энергии удара осуществляется основной балкой 5 (при наличии дополнительной балки 6 - обоими этими элементами), а при наезде грузового автомобиля (автобуса) - упомянутыми балками и верхней балкой 7 (при прогибе в сторону стойки нижних балок). Если энергия удара значительна, то стойка 1 отклоняется вправо (на чертеже) с отрывом в соединении от поддерживающего элемента 2; при этом работоспособность всего ограждения сохраняется, так как деформация продольных балок и связей, как правило, незначительна.

Опытную проверку предлагаемого узла мостового ограждения производили на испытательном полигоне ЗАО “Южуралавтобан” (г. Магнитогорск).

С этой целью осуществляли варьирование основных параметров узла с фиксированием энергии удара при наезде автотранспорта на мостовое ограждение, продольной нагрузки на автомобиль и деформации отдельных элементов узла.

Наилучшие результаты (сохранение работоспособности ограждения, приемлемое время “гашения” энергии удара и минимальная продольная нагрузка) были получены при использовании заявляемого узла.

Отклонения от вышеприведенных соотношений параметров испытываемого узла ухудшали результаты. Например, уменьшение h увеличивало продольную нагрузку на автотранспорт (что приводит к повышенной травмируемости пассажиров), а увеличение h приводило к повышению количества разрушений ограждения, в основном, из-за чрезмерного изгиба стойки. К такому же результату приводило и отсутствие промежуточного опорного элемента (т.е. при непосредственном углублении стойки в полотно). Отрицательно сказывалось на работоспособности ограждения и отсутствие второй продольной связи.

Увеличение “b” (как и В) вело к уменьшению жесткости всего узла с известными отрицательными последствиями, а уменьшение “b” (и В) вызывало возрастание продольной нагрузки при ударе (величина “b” варьировалась применением профилей разной высоты.

Было также установлено, что наличие дополнительной корытной балки на основной продольной балке целесообразно на тех объектах, где допускаемые скорость и грузоподъемность автотранспорта относительно высоки; причем для корытных балок одинаковых размеров несколько уменьшаются затраты на возведение ограждения, а также возможна взаимозаменяемость этих профилей.

Опыты подтвердили, практически, полную непригодность известного узла (см. выше) для современных мостов и путепроводов. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущества перед известным объектом.

Экономические исследования, выполненные в ЗАО “Южуралавтобан” показали, что использование заявляемого узла не менее чем на 60% сокращает эксплуатационные расходы для мостовых ограждений по сравнению с использованием вышеописанного известного узла.

Примеры конкретного выполнения

1. Узел стойки одностороннего мостового ограждения имеет конструкцию, показанную на чертеже.

Стойка высотой Н=1,73 м выполнена из гнутого швеллера 120· 80· 5 мм и опирается на штампованный элемент с четырьмя анкерными болтами.

На консоли, крепящейся к стойке четырьмя болтами, укреплены основная наклонная продольная балка типа “Е” (см. вышеназванные ТУ, черт.8) из гнутого профиля и гнутая корытообразная балка 120· 95· 40· 3 мм а на расстоянии h=0,58Н 1 м от оси ^{/ /} на стойке закреплена скобами вторая аналогичная балка (все - со стороны движения транспорта); величина b=0,104Н=180 мм. На противоположной стороне консоли закреплены две продольные связи из профиля “Гурт” (см. там же).

Полная ширина узла - В=0,292Н=505 мм.

2. Узел выполнен без дополнительной корытообразной балки 6.

Высота стойки 1 при этом: H ^/=0,67H 1160 мм.

Другие параметры: h=0,435H^/ 505 мм, b=0,155H^/=180 мм, В=0,435Н ^/ 505 мм.