Применение дорожного энергопоглощающего ограждения на протяжных фланцевых соединениях с овальными отверстиями и контролируемым натяжением, за счет фрикционно- демпфирующих связей , выполненных по изобретениям проф. дтн ЛИИЖТ (ПГУПС) Уздина Александра Михайловича №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076 «Опора сейсмостойкая», 2010136746 «СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СИСТЕМУ ДЕМПФИРОВАНИЯ ФРИКЦИОННОСТИ И СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ И СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ» для повышения безопасности движения УДК 625.748.32
https://yadi.sk/i/niHDA_KSNXQtNw
https://yadi.sk/i/MZJk1zq0se4QbQ
The use of stout energy-absorbing fencing on extended flanged connections with oval holes and controlled tension, increasing safety, due to friction-damping connections made according to the inventions of Prof. doctor of engineering liizht (PGUPS) Uzdin Alexander Mikhailovicha №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076 "Earthquake-resistant Support", 2010136746 "METHOD FOR protecting BUILDINGS and STRUCTURES IN the event of an EXPLOSION USING shear-RESISTANT and easy-to-THROW JOINTS that USE a FRICTION DAMPING SYSTEM AND seismic ISOLATION TO ABSORB EXPLOSIVE and SEISMIC ENERGY" to improve traffic safety
Испытательного центра СПбГАСУ, аккредитован Федеральной службой по аккредитации (аттестат № RA.RU.21СТ39, выдан 27.05.2015), ОО "Сейсмофонд" ОГРН: 1022000000824 4 ИНН 2014000780
ФГБОУ СПб ГАСУ № RA.RU.21СТ39 от 27.05.2015, 190005, СПб, 2-я Красноармейская ул. д 4,
Инж –мех ЛПИ им Калинина Е.И.Андреева , зам президента организации «Сейсмофонд» ОГРН : 1022000000824 ИНН 2014000780
( ШИФР 1.010.1-2с.94, выпуск 0-1, утвержден Главпроектом Мистрой России, письмо от 21.09.94 ; 9-3-1/130 за подписью Д.А.Сергеева, исп. Барсуков 930-54-87 согласно письма Минстроя № 9-3-1/199 от 26.12.94 и письма № 9-2-1/130 от 21.09.94 )
Мажиев Хасан Нажоевич Президент организации «Сейсмофонд» ОГРН : 1022000000824 ИНН 2014000780
УДК 699.841: 624.042.7
Научные консультанты от СПб ГАСУ , ПГУПС : Х.Н.Мажиев, ученый секретарь кафедры ТСМиМ СПб ГАСУ Ирина Утарбаевна Аубакирова, Улубаев Солт-Ахмад Хаджиевич, Сайдулаев Казбек Майрбекович ИНН 2014000780
На фотографии изобретатель РСФСР Андреев Борис Александрович, автор конструктивного решения по использованию фрикционно -демпфирующих опор с зафиксированными запорными элементов в штоке, по линии ударной нагрузки , согласно изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая» для обеспечения надежности лестничных маршей , здания , преимущественно при растягивающих и динамических нагрузках и улучшения демпфирующих свойств дорожного ограждения , согласно изобретениям проф ПГУПС дтн проф Уздина А М №№ 1168755, 1174616, 1143895 и внедренные в США
Б.А.Андррев, Х.Н. Мажиев , И.У.Аубакирова , Е.И. Андреева
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
ПРИМЕНЕНИЕ ДОРОЖНОГО ЭНЕРГОПОГЛОЩАЮЩЕГО ОГРАЖДЕНИЯ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ
Современная автомобильная дорога представляет собой сложное инженерное сооружение, движение по которому требует от водителей, кроме постоянного совершенствования своих профессиональных навыков, строгого соблюдения установленного скоростного режима и правил дорожного режима. Рост автомобильного парка приводит к увеличению интенсивности движения по дорогам, что неизбежно влечет за собой повышение количества аварийных ситуаций. Проблема высокого травматизма на автомобильных дорогах России не может быть решена только на законодательном уровне путем ужесточения наказания за нарушение правил дорожного движения. При разработке мер по снижению дорожно-транспортного травматизма следует особое внимание уделять повышению уровня безопасности движения за счет внедрения новых технических мероприятий и средств. В статье приводится анализ конструкций отечественных и зарубежных дорожных ограждений с указанием их основных недостатков. С целью повышения безопасности дорожного движения предлагается разработка энергопоглощающего дорожного ограждения. Конструкция ограждения представляет собой конструктивные решения по обеспечению энергопоглощения дорожного ограждения за счет фрикционно- демпфирующих ударогасящих связей дородных ограждений и рассеивания ударной энергии, за счет использования упругопластических шарниров за счет трения с использованием изобретений проф дтн ЛИИЖТ (ПГУПС) Уздина Александра Михайловича №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076 «Опора сейсмостойкая», 2010136746 «СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СИСТЕМУ ДЕМПФИРОВАНИЯ ФРИКЦИОННОСТИ И СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ И СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ», которая позволяет в значительной степени снизить тяжесть последствий дорожно-транспортных происшествий за счет смягчения удара автомобиля об ограждение. Внешний защитный слой выполнен из профилированного оцинкованного металлического листа толщиной 0,25 мм. Для изготовления конструктивного материала, который будет выступать в качестве несущей конструкции, используется новое конструктивное решение антисейсмической демпфирующей связи Кагановского
http://www.elektron2000.com/article/1404.html
http://admin.starseismic.net-solutions.hu/downloads/Star%20Seismic%20Brochure_EN.pdf
https://www.ancosev.org/wp-content/uploads/2019/08/m23-road-safety-barrier-systems-appendix-a.pdf
https://safetybarriers.com.au/wire-rope-safety-barrier-system/
Энергопоглощающий материал должен обладать демпфирующими свойствами , а также не иметь упругой составляющей деформаций, поэтому для его изготовления наиболее рационально использовать фрикционно –подвижные соединения по обеспечению демфированности от особых воздействиях, за счет фрикционно- демпфирующих ударогасящих связей , для рассеивания ударной энергии за счет использования упругопластических связей с использованием изобретений проф дтн ЛИИЖТ (ПГУПС) Уздина Александра Михайловича №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076 «Опора сейсмостойкая», 2010136746 «СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СИСТЕМУ ДЕМПФИРОВАНИЯ ФРИКЦИОННОСТИ И СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ И СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ», 154506 «Панель противовзрывная»
Предлагаемая конструкция энергопоглощающего ограждения позволит при незначительных материальных затратах обеспечить повышение уровня безопасности дорожного движения и снизить транспортный травматизм среди его участников.
Ключевые слова: Конструктивные решения, особых воздействиях, демпфирующих фрикционно- демпфирующих, антисейсмических, рассеивания сейсмической энергии, упругопластических, СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ , СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СИСТЕМУ ДЕМПФИРОВАНИЯ ФРИКЦИОННОСТИ , ПОГЛОЩЕНИЯ ударной , противоударной , ЭНЕРГИИ, дорожно-транспортное происшествие, травматизм, дорожное ограждение, безопасность дорожного движения.
Постоянный рост автомобильного парка в нашей стране и, как следствие, повышение интенсивности движения транспорта по дорогам негативно отражается на безопасности дорожного движения, так как пропускная способность основных автомагистралей в большинстве экономически развитых регионов достигла своего предельного уровня. Обеспечение безопасности дорожного движения является одной из важных социально-экономических и демографических задач Российской Федерации.
Аварийность на автомобильном транспорте наносит огромный материальный и моральный ущерб как обществу в целом, так и отдельным гражданам . Проводимые дорожно-эксплуатационными службами мероприятия по снижению аварийности зачастую сводятся к превентивным мерам, направленным на улучшение эксплуатационных характеристик дорожного покрытия. Однако, согласно статистическим данным, около 25 % от общего числа дорожно-транспортных происшествий приходится на непреднамеренные (неуправляемые) съезды автомобилей с проезжей части дороги . Данный вид происшествия нередко приводит к гибели или травмированию участников дорожного движения, а материальный ущерб характеризуется значительными повреждениями автомобилей и перевозимых грузов. Причинами дорожно-транспортных происшествий, как правило, являются ошибки водителей в прогнозировании дорожной обстановки и «поведения» транспортного средства в сложившейся ситуации . Следовательно, необходима разработка комплекса мероприятий, позволяющих удерживать автомобиль на проезжей части при потере управления при максимальном снижении вероятности негативных последствий для водителя и пассажиров.
Для обеспечения безопасности движения на автомобильных дорогах в технических и конструкторских целях устанавливаются дорожные ограждения . В настоящее время для уменьшения тяжести последствий происшествий, вызванных съездами транспортных средств с дороги, применяются различные конструкции дорожных ограждений. Назначение конструкций дорожных ограждений заключается в удержании транспортного средства в пределах проезжей части. При этом автомобиль, вступивший в контакт с удерживающим дорожным ограждением, получает значительные повреждения, гашение скорости происходит в основном за счет деформации кузова, что крайне опасно для пассажиров, которые, в свою очередь, вследствие этого испытывают мощнейшие перегрузки. Деформация кузова может привести к затрудненной, а порой и невозможной без применения специальной техники эвакуации пострадавших из кузова автомобиля. Учитывая высокую вероятность получения тяжелых травм людьми и серьезных механических повреждений транспортного средства при наезде на препятствие (ограждение), необходимо, чтобы в случае выхода автомобиля за пределы дороги, он, врезавшись в дорожное ограждение, не возвращался на полосу движения, а повреждения у него при этом были минимальны .
Барьерные сооружения на дорогах не только должны быть безопасными для участников дорожного движения, но и должны обеспечивать их безопасность, а также сохранять элементы после наезда на ограждение. Барьерные ограждения считаются безопасными, если : - в салон автомобиля не попали их детали;
- автомобиль, столкнувшись с ограждением, не опрокинулся, не повредил его и не развернулся после столкновения;
- при столкновении возникшая перегрузка на человека и деформация кабины автомобиля не приводят к серьезным травмам.
В настоящее время производители дорожных удерживающих ограждений успешно довели свои изделия до соответствия требованиям европейских стандартов. В то же время информации о разработках высокоэнергопоглощающих элементов на сайтах и в публикациях данных компаний не имеется. Проведенный анализ доступной информации позволил выявить несколько направлений разработки энергопоглащающих дорожных ограждений, которые рассмотрим более подробно.
Энергопоглощающие водоналивные ограждения используются для временного блокирования доступа к определенным участкам дороги. Виды ограждений данного типа, выпускаемые отечественной промышленностью.
Дорожные водоналивные блоки служат для разграничения транспортных потоков на дороге или выделения участков работ по ремонту или очистке дорожного покрытия. Температурный интервал использования блоков составляет от -45 до +60 °С. Дорожные водоналивные буферы используются для информирования водителей о местах проведения ремонтных работ или неровностях на дороге. Для обозначения аварийно опасных участков могут применяться несколько буферов подряд, что позволяет улучшить амортизацию при столкновениях. При температурах выше 0 °С дорожные буферы заполняются водой или песком - для этого в них есть специальное загрузочное отверстие. В зимний период их можно заполнять 30%-ным солевым раствором воды.
Вышеописанные системы имеют ряд существенных недостатков:
- возможность вытекания жидкости вследствие повреждения ограждения;
- малая сжимаемость воды или песка, в результате чего гашение энергии удара происходит только за счет перемещения системы буфера или его разрушения, после которого энергопоглощение уже не происходит;
- невозможность придания подобным структурам заранее заданной формы, которая будет описывать существующее препятствие.
С целью предотвращения непреднамеренных съездов автомобилей с проезжей части может применяться демпфирующие устройство, которое служит для плавного гашения удара машины о дорожные ограждения и другие дорожные препятствия при ДТП. Установка данных устройств позволяет снизить число аварий со смертельным исходом и уменьшает степень травмирования пострадавших, а повреждения автомобилей незначительны.
Устанавливаются такие системы в потенциально опасных местах автомобильных дорог. Например, перед развилками дорожного полотна, в местах разделения транспортных потоков, перед опорами мостов и тоннелей и т.п.
Это объясняется тем, что в данных местах постоянно происходят перестроения и в случае столкновения транспортного средства с барьерным ограждением последствия зачастую носят тяжелый характер.
Дорожные демпфирующие системы обеспечивают смягчение последствий столкновений транспорта с дорожными конструкциями и сооружениями.
Они используются для снижения тяжести аварий на дорогах многих стран мира. Мировой опыт показал, что установка демпфирующих отбойников снижает число аварий с тяжелыми последствиями и летальным исходом в пять раз. Принцип работы противоударной дорожной демпфирующей системы описан изобретениях проф дтн ЛИИЖТ (ПГУПС) Уздина Александра Михайловича №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076 «Опора сейсмостойкая», 2010136746 «СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СИСТЕМУ ДЕМПФИРОВАНИЯ ФРИКЦИОННОСТИ И СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ И СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ»,
При лобовом воздействии удар принимает на себя ударо- приемная секция, которая смещается по боковым направляющим в направлении удара. При этом срабатывает первое демпфирующее тросовое устройство квазинулевой жесткости и частично гасит энергию удара.
Удароприемная секция упирается во вторую секцию, которая работает аналогично предыдущей и т.д. Таким образом, энергия удара гасится каскадно до безопасных пределов. Количество секций выбирается в зависимости от мест установки демпфирующей системы.
Дорожная система предназначена также для демпфирования ударов сбоку. Эту функцию выполняет каркас изделия и нижние направляющие тросы, по которым скользит вся конструкция.
Данная система имеет целый ряд существенных недостатков, к которым можно отнести следующие:
- возможность заклинивания секций вследствие попадания посторонних предметов между ними;
Рис. 1. Работа демпфирующей системы
- примерзание одной секции к другой в зимний период, что увеличит нагрузку, действующую на автомобиль при столкновении;
- в конструкции используются металлические составляющие, т.е. сама конструкция имеет повышенную жесткость.
Для сравнительного анализа рассмотрим иностранные аналоги энергопоглощающих дорожных ограждений, использование которых возможно на территории РФ.
Американская дорожная демпфирующая система типа QUADGUARD оснащена поглощающими сменными картриджами, которые выполняют функцию демпфирующих устройств. При лобовом столкновении диафрагмы складываются по монорельсу как телескоп, сминая картриджи, заполненные специальным составом с демпфирующими свойствами. После ДТП система растягивается вдоль монорельса и в нее вставляются новые картриджи.
К недостаткам конструкции следует отнести следующие:
- энергопоглощающие однотипные картриджи делают систему жесткой к восприятию удара по пути его распространения, что отрицательно сказывается на безопасности водителя и пассажиров;
- необходимо иметь на складе значительный запас картриджей для замены поврежденных, что требует дополнительных средств на их закупку и хранение;
- система перемещается вдоль массивного монорельса и поэтому плохо противостоит боковым ударам;
- стоимость системы крайне высока из-за значительных транспортных, таможенных и иных накладных расходов;
- система мало адаптирована к климатическим условиям России.
Система SAFER (Steel and Foam Energy Reduction) Barrier представляет собой конструкцию удерживающего типа, которая используется на высокоскоростных и гоночных трассах. Она состоит из внешнего металлического обвода и внутренней энергопоглощающей зоны, которая,
в свою очередь, закреплена к бетонной стене. Конструкция системы SAFER представлена на рис. 3.
У данной конструкции имеются практически те же недостатки, что и у рассмотренных выше конструкций:
- сложность размещения на дороге, так как необходимо возведение опорной бетонной стены;
- в промежутки между демпфирующими элементами в зимний период будет попадать снег, вследствие чего данная система перестанет выполнять свои функции;
- ограждение имеет значительные габариты по высоте, вследствие чего значительно сократится видимость дороги.
Система Midwest Guardrail System (MGS) разработана Иллинойским университетом (США) и предназначена для установки в качестве удерживающих устройств на дорогах общего пользования, представляет собой обычную удерживающую систему, дополнительно оснащенную в качестве демпфирующих устройств деревянными вставками .
Система Midwest Guardrail System (MGS) -дорогостоящая
Работа MGS была проверена как при помощи компьютерного моделирования, так и при помощи натурных испытаний. В результате было
сделано заключение, что подобная конструкция как минимум в 2 раза сокращает нагрузки, действующие на автомобиль в случае столкновения его с ограждением на скорости 60 миль/ч.
Данная конструкция достаточно проста, но имеет ряд недостатков:
- MGS может быть установлена только на удерживающих системах;
- использование деревянных вставок не позволяет обеспечить большое энергопоглощение столкновения.
Как видим из вышеприведенного анализа существующих конструкций отечественного и зарубежного производства, наблюдается тенденция перехода к использованию в дорожных ограждениях различного вида пластиков в качестве основного энергопоглощающего материала. Кроме того, конструкция разрабатываемых дорожных ограждений должна быть достаточно проста и иметь возможность либо монтирования уже на существующие дорожные ограждения, либо полной их замены. При этом процесс установки должен быть крайне простым и очень быстрым. Также следует принимать во внимание, что данные системы разрушаемы, т.е. необходимо в конструкции учитывать ее минимальную стоимость.
Все вышеперечисленные обстоятельства свидетельствуют о необходимости разработки конструкции энергопоглащающего дорожного ограждения, позволяющего если не полностью исключить нежелательные последствия для участников ДТП, то хотя бы свести их до минимально возможного уровня. Рассмотрим основные требования, предъявляемые к материалам для изготовления ограждений:
- большая энергопоглощающая способность, т.е. материал должен обладать достаточной демпфирующими связями, например антисейсмические демпфирующие связи Канановкого или проф дтн А М Уздина фрикционно –подвижные соедиения, но в то же время при внешнем воздействии он должен легко демпфировать и поглощать ударную нагрузку ;
- возможность использования в суровых климатических условиях России, т.е. характеристики подобных материалов должны мало изменяться в зависимости от температуры окружающей среды, влажности и интенсивности солнечного света;
- ограждение должно собираться из отдельных демпфирующих элементов, объединенных гибкими связями между собой в секции, что обеспечивало бы при ударном контакте с автомобилем возможность ограниченного перемещения элементов ограждения относительно их первоначального положения ;
- низкая стоимость данных материалов.
Согласно вышеприведенным требованиям к материалам можно сделать вывод о том, что один единственный материал, вероятно, не сможет удовлетворить всем требованиям, поэтому предлагаем использовать так называемую демпфирующие связи Кагановского , т.е. реально конструкция должна состоять из следующих материалов :
- конструктивного или «скелетного» материала, который будет выступать в качестве несущей конструкции и обеспечивать постепенное разрушение ограждения, от слоя к слою;
- энергопоглощающего материала, который будет гасить энергию удара за счет уплотнения или разрушения основного слоя;
- внешнего - оградительного материала, который должен обладать повышенной прочностью на истирание, антикоррозийными свойствами и являться защитным элементом.
Как видно из изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая» , необходимо определить наиболее перспективные материалы, которые возможно использовать в конструкции подобного типа. Рассмотрим их в той последовательности, в которой они приведены в изобретении № 1143895,1168755, 1174616. Внешний защитный слой должен обладать свойствами, описанными выше, поэтому предлагаем использовать для его изготовления специально отформованный листовой металл с оцинкованной поверхностью или специальным пластиковым напылением. При этом профиль листового металла, который представляет собой гофрированную поверхность, может быть получен при помощи обычной гибки на гибочном станке из обычного, например оцинкованного, металлического листа.
Толщина подобного листа должна обеспечивать фрикционную демпфированность протяжных соединений на всокопрояных болтах и при формировании профиля, но в то же время обладать жесткостью и прочностью, достаточной для противостояния внешним воздействиям, не связанным с гашением энергии столкновения. При этом необходимо учитывать, что толщина листа металла не должна превышать толщину внешних кузовных элементов автомобиля, т.е. при столкновении автомобиля с ограждением в первую очередь должен деформироваться внешний слой ограждения, а потом уже кузовные панели автомобиля. Исходя из этих предпосылок и согласно базам данных фирмы Dassault System наиболее приемлемым вариантом является использование оцинкованного металла толщиной 0,25 мм.
Далее необходимо определиться с материалом, который возможно использовать для создания силовой конструкции, так называемого скелета энергопоглощающего дорожного ограждения. Для этих целей наиболее рационально использовать один из видов фрикционно –депфирующих соединений. Сосредоточим свое внимание на одном из самых дешевых вариантов согласно изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая».
Энергопоглощающий материал должен обладать свойствами низкой плотности и гигроскопичности, а также не иметь упругой составляющей деформаций, поэтому для его изготовления наиболее рационально использовать сухого трения.
Общий вид структуры предлагаемого дорожного ограждения будет иметь вид, представленный согласно изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая»
Внедрение предлагаемой конструкции энергопо- глащающего ограждения на автомобильных дорогах позволит при незначительных материальных затратах обеспечить повышение уровня безопасности дорожного движения и уменьшение тяжести последствий от дорожно- транспортных происшествий.
Список литературы
1. Терентьев В.В. Безопасность автомобильных перевозок: проблемы и решения // Надежность и качество сложных систем. - 2017. - № 2(18) - С. 90-94.
2. Терентьев В.В. Безопасность автомобильных перевозок: проблемы и решения // Надежность и качество: тр. междунар. симп. - 2017. - Т. 1. - С. 133-135.
3. Оверин Ю.В. Влияние квалификации водителя на безопасность дорожного движения // Наука и современность. - 2013. - № 20. - С. 150-154.
4. Дорохин С.В. Профилактика безопасности дорожного движения как мера снижения чрезвычайных ситуаций на дорогах // Проблемы обеспечения безопасности при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. - 2015. - Т. 1. - С. 303-307.
5. Степченков А.В. Анализ основных факторов, влияющих на безопасность дорожного движения // Наука без границ. - 2016. - № 3. - С. 24-28.
6. Дорохин С.В., Терентьев В.В., Андреев К.П. Безопасность на дорогах: проблемы и решения // Мир транспорта и технологических машин. - 2017. - № 2(57). - С. 67-73.
7. Дорохин С.В., Заяц Т.М., Заяц Ю.А. Системно-информационный подход к прогнозированию и предупреждению дорожно-транспортных происшествий // Альтернативные источники энергии на автомобильном транспорте: проблемы и перспективы рационального использования: материалы междунар. науч.-практ. конф. - Воронеж, 2014. - С. 63-65.
8. Дорохин С.В. К вопросу повышения эффективности средств организации дорожного движения // Проблемы обеспечения безопасности при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. - 2014. - С. 180-183.
9. Чепикова Т. П. Анализ аварийности и повышение безопасности дорожного движения // Мир транспорта и технологических машин. - 2013. - № 1(40). - С. 67-71.
10. Черткова Ю.А., Жигульский В.И. Использование дорожных ограждений в условиях крупного города // Альтернативные источники энергии в транспортно-технологическом комплексе: проблемы и перспективы рационального использования. - 2015. - Т. 2, № 1. - С. 236-238.
11. Zou Y., Tarko A.P., Chen E. Effectiveness of cable barriers, guardrails, and concrete barrier walls in reducing the risk of injury // Accident Analysis and Prevention. - 2014. - Vol. 72. - Р. 55-65.
12. Бейнашев Ж.Б. Защитные устройства для экстренной остановки транспортных средств // Автомобили и дороги. - 1991. - № 6. - С. 54-62.
13. Guerrieri M., Corriere F. A novel technique for monitoring the W-beam guardrails // Advanced Materials Research. - 2014. - Vol. 988. - Р. 185-190.
14. Аптыкаева Д.З., Тулупова А.В., Богоявленский Н.А. Основные характеристики ограждений безопасности, применяемых на автомобильных дорогах общего пользования и мостах // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. - 2017. - № 2. - С. 19-28. DOI: 10.15593/24111678/2017.02.02
15. Пивоварова К.А., Веселов А.В., Домнин В.Ю. Использование новых дорожных ограждений для безопасности движения на автодорогах // Вестник Донбасской национальной академии строительства и архитектуры. - 2016. - № 3(119). - С. 190-194.
References
1. Terentev V.V. Bezopasnost' avtomobil'nyh perevozok: problemy i resheniya [The safety of road transport: problems and solutions]. Nadezhnost' i kachestvo slozhnyh sistem, 2017, no. № 2 (18), pp. 90-94.
2. Terentev V.V. Bezopasnost' avtomobil'nyh perevozok: problemy i resheniya [The safety of road transport: problems and solutions]. Nadezhnost' i kachestvo. Penza, Penza State University, 2017, vol. 1, pp. 133-135.
3. Overin YU.V. Vliyanie kvalifikacii voditelya na bezopasnost' dorozhnogo dvizheniya [Impact driver qualification in road safety]. Nauka i sovremennost', 2013, no. 20, pp. 150-154.
4. Dorohin S.V. Profilaktika bezopasnosti dorozhnogo dvizheniya kak mera snizheniya chrezvychajnyh situacij na dorogah [Prevention road safety as a measure of decreasing emergency situations on the roads]. Problemy obespecheniya bezopasnostipri likvidaciiposledstvij chrezvychajnyh situacij, 2015, vol. 1, pp. 303-307.
5. Stepchenkov A.V. Analiz osnovnyh faktorov, vliyayushchih na bezopasnost' dorozhnogo dvizheniya [Analysis of the main factors affecting road safety]. Nauka bez granic, 2016, no. 3, pp. 24-28.
6. Dorohin S.V., Terentev V.V., Andreev K.P. Bezopasnost' na dorogah: problemy i resheniya [Road safety: problems and solutions]. Mir transporta i tekhnologicheskih mashin, 2017, no. 2 (57), pp. 67-73.
7. Dorohin S.V., Zayac T.M., Zayac Y.A. Sistemno-informacionnyj podhod k prognozirovaniyu i preduprezhdeniyu dorozhno-transportnyh proisshestvij [System-information approach to the prediction and prevention of traffic accidents]. Al'ternativnye istochniki ehnergii na avtomobil'nom transporte: problemy i perspektivy racional'nogo ispol'zovaniya, Voronezh, 2014, pp. 63-65.
8. Dorohin S.V. K voprosu povysheniya ehffektivnosti sredstv organizacii dorozhnogo dvizheniya [To the question of increase of efficiency of means of road traffic organization]. Problemy obespecheniya bezopasnosti pri likvidacii posledstvij chrezvychajnyh situacij, 2014, pp. 180-83.
9. Chepikova T. P. Analiz avarijnosti i povyshenie bezopasnosti dorozhnogo dvizheniya [Analysis of traffic accidents and increasing road safety]. Mir transporta i tekhnologicheskih mashin, 2013, no. 1 (40), pp. 67-71
10. Chertkova Yu.A., Zhigul'skij V.I. Ispol'zovanie dorozhnyh ograzhdenij v usloviyah krupnogo goroda [Use road barriers in a large city]. Al'ternativnye istochniki ehnergii v transportno-tekhnologicheskom komplekse: problemy iperspektivy racional'nogo ispol'zovaniya, 2015, vol. 2, no. 1, pp. 236-238.
11. Zou Y., Tarko A.P., Chen E. Effectiveness of cable barriers, guardrails, and concrete barrier walls in reducing the risk of injury. Accident Analysis and Prevention, 2014, vol. 72, pp. 55-65.
12. Bejnashev Z.B. Zashchitnye ustrojstva dlya ehkstrennoj ostanovki transportnyh sredstv [Protective devices for emergency stopping of vehicles]. Avtomobili i dorogi, 1991, no. 6, pp. 54-62.
13. Guerrieri M., Corriere F. A novel technique for monitoring the W-beam guardrails. Advanced Materials Research, 2014, vol. 988, pp. 185-190.
14. Aptykaeva D.Z., Tulupova A.V., Bogoyavlenskij N.A. Osnovnye harakteristiki ograzhdenij bezopasnosti, primen- yaemyh na avtomobil'nyh dorogah obshchego pol'zovaniya i mostah [The main characteristics of the safety fence used on automobile roads and bridges]. Transport. Transport Facilities. Ecology, 2017, no. 2, pp. 19-28. DOI: 10.15593/24111678/2017.02.02
15. Pivovarova K.A., Veselov A.V., Domnin V.YU. Ispol'zovanie novyh dorozhnyh ograzhdenij dlya bezopasnosti dvizheniya na avtodorogah [The use of the new road barriers for traffic safety on the roads]. Vestnik Donbasskoj nacional'noj akademii stroitel'stva i arhitektury, 2016, vol. 3 (119), pp. 190-194.
Получено 02.02.2018
Об авторах
Андреев Константин Петрович (Рязань, Россия) - кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры «Организация транспортных процессов и безопасность жизнедеятельности» Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А. Костычева (390044, г. Рязань, ул. Костычева, 1, e-mail: kosta066@ yandex.ru).
Терентьев Вячеслав Викторович (Рязань, Россия) - кандидат технических наук, доцент кафедры «Организация транспортных процессов и безопасность жизнедеятельности» Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А. Костычева (390044, г. Рязань, ул. Костычева, 1, e-mail: vvt62ryazan@yandex.ru).
Шемякин Александр Владимирович (Рязань, Россия) - доктор технических наук, доцент, завкафедрой «Организация транспортных процессов и безопасность жизнедеятельности», Рязанского государственного агротехнологи- ческого университета имени П.А. Костычева» (390044, г. Рязань, ул. Костычева, 1, e-mail: shem.alex62@yandex.ru).
About the authors
Konstantin P. Andreev (Ryazan, Russian Federation) - Ph.D. in Technical Sciences, Senior Lecturer, Department of Organization of Transport Processes and Safety, Ryazan State Agrotechnological University named after P.A. Kostychev (390044, 1, Kostycheva st., Ryazan, Russian Federation, e-mail: kosta066@yandex.ru)
Vyacheslav V. Terentyev (Ryazan, Russian Federation) - Ph.D. in Technical Sciences, Associate Professor, Department of Organization of Transport Processes and Safety, Ryazan State Agrotechnological University named after P.A. Kostychev (1, Kostycheva st., Ryazan, 390044, Russian Federation, e-mail: vvt62ryazan@yandex.ru).
Alexander V. Shemyakin (Ryazan, Russian Federation) - Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Head of Department of Organization of Transport Processes and Safety, Ryazan State Agrotechnological University named after P.A. Kostychev (1, Kostycheva st., Ryazan, 390044, Russian Federation, e-mail:shem.alex62@yandex.ru).
TRANSPORT. TRANSPORT FACILITIES. ECOLOGY, NO. 1, 2018
Заявка на изобретение полезную модель Энергопоглощающие дорожное барьерное ограждение для автодорог Кузнецова
Авторы изобретения: Е 01 F 15 /00
Борис Александрович Андррев, Хасан Нажоеевич Мажиев , Ирина Утарбаевна Аубакирова , Елена Ивановна Андреева
Предлагаемое техническое решение предназначено для безопасности автомобильных дорог с энергопоглощающим ограждением посредством поглощения и рассеивания ударной -аварийной нагрузки а счет использования фрикци –болта ( см заявку на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L 23/02) и фрикционно-подвижных соединениях (ФПС) при знакопеременных нагрузках и многокаскадном демпфировании и динамических нагрузках на протяжных фрикционное- податливых соединений проф. ПГУПС дтн Уздина А М "Болтовое соединение" №№ 1143895 , 1168755 , 1174616 "Болтовое соединение плоских деталей" , изобретение № 2010136746 «СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СИСТЕМУ ДЕМПФИРОВАНИЯ ФРИКЦИОННОСТИ И СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ И СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ» Дата публикации заявки: 20.01.2013 Бюл. № 2 МПК E04C 2/00 (2006.01)
Известны фрикционные соединения для защиты объектов от динамических воздействий. Известно, например, болтовое соединение плоских деталей встык, патент RU №1174616, F15B5/02 с пр. от 11.11.1983, RU 2249557 D 66C 7/00 " Узел упругого соединения трех главного рельса с подкрановой балкой ", RU № 2148 805 G 01 L 5/24 "Способ определения коэффициента закручивания резьбового соединения " Известна Японо-Американская фирма RUBBER BEARING FRICTION DAMPER (RBFD) HTTPS://WWW.DAMPTECH.COM/-RUBBER-BEARING-FRICTION-DAMPER-RBFD HTTPS://WWW.DAMPTECH.COM/-RUBBER-BEARING-FRICTION-DAMPER-RBFD
Изобретение относится к дорожным ограждениям автомобильных дорог и может быть использовано при строительстве дорог и искусственных сооружений. Барьерное ограждение удерживающее для автодорог, содержащее вертикальные стойки и прикрепленные к ним расположенные вдоль дороги продольные энргопоглощающие балки. Стойки выполнены из гнутого профиля П-образного сечения или из двух соединенных между собой гнутых профилей П-образного сечения или из профиля С-образного сечения или из демпфирующей тросовой петли с повышенным энергопоглощающими демпфирующими способностями при ударных нагрузках
Продольные балки выполнены из профиля в виде С-образного сечения с дополнительными полками, отогнутыми внутрь сечения, причем продольные балки крепятся к стойкам в один или более ярусов непосредственно либо через консоли-амортизаторы с помощью крепежного элемента в виде скобы крепления, представляющей собой болт с приваренной к его головке П-образной шайбой, выполненной таким образом, что болт проходит через сквозной продольный паз балки, а шайба охватывает отогнутые внутрь сечения полки, обеспечивая установку вертикальных стоек с любым шагом. Секции продольной балки одного яруса соединены между собой встык без выступающих частей с помощью П-образных вставок сквозными болтами через распорные втулки. Габарит барьерного ограждения от лицевой стороны максимально выступающей балки до задней стенки стержня стойки - для одностороннего ограждения и до лицевой стороны противоположной балки - для двухстороннего ограждения находится соответственно в диапазонах от 0,25 до 0,50 м для одностороннего ограждения и от 0,4 до 0,8 м для двухстороннего ограждения. Отношение указанного габарита к высоте ограждения составляет 0,17-0,63 - для одностороннего и 0,4-1,1 - для двухстороннего ограждения. Технический результат состоит в увеличении удерживающей способности барьерного ограждения, возможности изменять угол выбега в сторону его уменьшения, компенсации погрешностей конструкции в процессе монтажа ограждения. 8 з.п. ф-лы, 14 ил.
Изобретение относится к дорожным ограждениям автомобильных дорог и может быть использовано при строительстве дорог и искусственных сооружений.
Известно дорожное барьерное ограждение, содержащее вертикальные полые стойки, на которых в три яруса закреплены горизонтальные балки [FR, патент №2698643, Е 01 F 15/00, 1994].
Известно барьерное ограждение для автодорог, содержащее стойки и прикрепленные к ним через промежуточные элементы одну или несколько расположенных вдоль дороги продольных балок [RU, патент №2217546, Е 01 F 15/04, 2003].
Наиболее близким аналогом к предлагаемому решению является барьерное ограждение для автодорог, содержащее прикрепленные к основанию вертикальные стойки со стержнем и прикрепленные к ним в несколько ярусов через консоли-амортизаторы горизонтальные балки, имеющие каждая С-образное поперечное сечение, причем балки нижнего и среднего ярусов имеют больший вылет в сторону от вертикальной стойки по сравнению с балкой верхнего яруса, при этом балка среднего яруса имеет больший вылет по сравнению с балкой нижнего яруса [RU, патент №2158799, Е 01 F 15/04, 2000].
Недостатками известных конструкций является высокая жесткость конструкции ограждения, сложность монтажа, большой поперечный прогиб ограждения и угол выбега, большие перегрузки при наезде автомобиля на ограждение, недостаточная надежность.
Задачей изобретения является повышение надежности конструкции ограждения, снижение повреждений автотранспортных средств, уменьшение нагрузок на людей, находящихся в удерживаемом автомобиле, уменьшение угла выбега, увеличение безопасности для других участников дорожного движения, уменьшение степени травматизма, увеличение удерживающей способности барьерного ограждения, повышение коррозионной стойкости, компенсация неровностей опорных площадок, предотвращение разрушения стоек.
Эта задача решается за счет того, что в барьерном ограждении удерживающем для автодорог, содержащем прикрепленные к основанию вертикальные стойки со стержнем и прикрепленные к ним в несколько ярусов через консоли-амортизаторы горизонтальные балки, имеющие каждая С-образное поперечное сечение, согласно изобретению стойки выполнены из одного или из двух соединенных между собой гнутых профилей П-образного или С-образного сечения, а горизонтальные балки расположены параллельно друг другу в два или три яруса с образованием по высоте нижних и верхних балок при двухъярусном выполнении ограждения, а также верхних, средних и нижних балок при трехъярусном выполнении ограждения, причем каждая горизонтальная балка выполнена со сквозным продольным пазом по всей своей длине и с дополнительными горизонтальными полками, отогнутыми внутрь С-образного сечения, причем горизонтальные балки прикреплены к вертикальным стойкам непосредственно или через консоли-амортизаторы с помощью крепежного элемента - скобы крепления, представляющей собой болт с приваренной к его головке П-образной шайбой, выполненной таким образом, чтобы болт проходил через сквозной продольный паз горизонтальной балки, а шайба охватывала отогнутые внутрь сечения полки, обеспечивая установку вертикальных стоек с любым шагом, или для двухъярусного ограждения крепление верхней балки к стойке выполнено с помощью жесткой П-образной консоли, а нижней - через консоли-амортизаторы, при этом верхняя часть стойки связана с наружной поверхностью консоли-амортизатора нижнего яруса с помощью тяги, а секции горизонтальных балок в каждом ярусе соединены между собой встык с помощью П-образных вставок и сквозных болтов через распорные втулки, при этом габарит барьерного ограждения от лицевой стороны максимально выступающей балки до задней стенки стойки - для одностороннего ограждения и до лицевой стороны противоположной балки - для двухстороннего ограждения находится соответственно в диапазоне от 0,25 до 0,50 м для одностороннего ограждения и от 0,4 до 0,8 м для двухстороннего ограждения, а отношение габарита ограждения к его высоте составляет 0,17-0,63 - для одностороннего и 0,4-1,1 - для двухстороннего ограждения.
Горизонтальные балки могут быть прикреплены к стойкам по высоте, считая от поверхности дорожного покрытия до оси балок, на расстоянии от 250 до 350 мм, от 500 до 680 мм и от 1050 до 1450 мм соответственно для балок нижнего, среднего и верхнего ярусов при трехъярусном исполнении и от 250 до 350 мм и от 600 до 700 мм соответственно для балок нижнего и верхнего ярусов при двухъярусном исполнении.
Предпочтительно, чтобы горизонтальные балки нижнего и среднего яруса в 3-ярусном ограждении, а также горизонтальные балки верхнего и нижнего яруса в 2-ярусном ограждении, имели одинаковый вылет в сторону от вертикальной стойки.
Для двусторонних ограждений балка верхнего яруса расположена сверху на торце вертикальной стойки или сбоку с обеих сторон в верхней ее части.
Крепление стойки к основанию может быть выполнено с помощью опор, выполненных с вертикальными щеками, и резьбового соединения, причем опоры предпочтительно выполнены в виде гнутых косынок и прикреплены к стержню стойки сбоку с помощью болтов и распорной втулки со стяжным болтом, установленной между вертикальными щеками опор, а стяжной болт пропущен через отверстия в щеках и внутри втулки и закреплен гайкой с наружной стороны щеки.
Для двухстороннего ограждения опоры стойки могут быть прикреплены к ее стержню с двух сторон по проезжей части, а для одностороннего ограждения опоры могут быть прикреплены к стержню стойки спереди и с боков, а сзади установлен упор.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в увеличении удерживающей способности барьерного ограждения, возможности изменять угол выбега в сторону его уменьшения, компенсации погрешностей конструкции в процессе монтажа ограждения, улучшении показателей безопасности ограждения для людей в удерживаемом автомобиле и для других участников дорожного движения.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где,
на фиг.1 представлен общий вид трехъярусного барьерного демпфирующего ограждения мостовой группы (бетонное или металлическое основание) на фрикционно –подвижных соединениях (ФПС) проф ПГУПС А.М.Уздина №№ 1168755, 1143895, 1174616, № 2010136746, 165076, № 154506 ;
на фиг.2 показана схема двухстороннего демпфирующий на фрикционно-подвижных соединениях барьерного ограждения дорожной группы (грунтовое основание), вид спереди или из тросой демпфирующей петли ( не показана) ;
на фиг.3 - то же, вид сбоку энергопоглощающая стойка на фрикционо –подвижных соединениях проф дтн ПГУПС А.М.Уздина ;
на фиг.4 - схема одностороннего барьерного ограждения мостовой группы, вид сбоку закрепленная на фрикционно –подвижных соединениях №№ 1168755, 1143895, 1174616, 165076 «Опора сейсмостойкая», № 2010136746 ;
на фиг.5 - секция горизонтальной балки и ее поперечное сечение;
на фиг.6 - скоба крепления;
на фиг.7 - соединение секций горизонтальной балки на ФПС ;
на фиг.8 - стойка в сборе для одностороннего барьерного ограждения мостовой группы с креплением сбоку; на энергопоглощающих ФПС с фрикци-болтом
на фиг.9 - разрез А-А на фиг.8с фрикци –ботом с забитым в пропиленный паз обожженным медным клином ;
на фиг.10 - стойка в сборе для одностороннего барьерного ограждения мостовой группы с креплением спереди и с задним упором на ФПС с фрикци-болтом ;
на фиг.11 - стойка в сборе для двухстороннего барьерного ограждения мостовой группы на фрикци-болтах с пропиленным пазом болгаркой , куда забивается пропиленный медный обозженный клин , кторый смянается во время удара автомобиля ;
на фиг.12 - двухъярусное барьерное ограждение с жесткой консолью верхнего яруса и тягой;
на фиг.13 - разрез А-А на фиг.12 с фрикци-болтами на ФПС проф ПГУПС Уздина А М ;
на фиг.14 - разрез Б-Б на фиг.12 на ФПС.
Фиг 15 показана демпирующая энергопогложающая тросовая петля
Фиг 16 показана демпирующая энергопогложающая тросовая петля
Фиг 17 показана демпирующая энергопогложающая тросовая петля
Фиг 18 показана демпирующая энергопогложающая тросовая петля
Фиг 19 показана демпирующая энергопогложающая тросовая петля
Фиг 20 показана демпирующая энергопогложающая тросовая петля
фиг 21 показана демпирующая энергопогложающая тросовая петля
Барьерное ограждение удерживающее для автодорог содержит прикрепленные к основанию 1 вертикальные стойки 2 со стержнем 3 и прикрепленные к ним в несколько ярусов горизонтальные балки 4, имеющие каждая С-образное поперечное сечение. Стойки 2 выполнены из одного или из двух соединенных между собой гнутых профилей П-образного или С-образного сечения. Горизонтальные балки 4 расположены параллельно друг другу в два или три яруса с образованием по высоте верхних 5 и нижних 7 балок при двухъярусном выполнении ограждения, а также верхних 5, средних 6 и нижних 7 балок при трехъярусном выполнении ограждения. Каждая горизонтальная балка 4 выполнена со сквозным продольным пазом 8 по всей своей длине и с дополнительными горизонтальными полками 9, отогнутыми внутрь С-образного сечения. Причем горизонтальные балки 4 прикреплены к вертикальным стойкам 2 непосредственно или через консоли-амортизаторы 10 с помощью крепежного элемента - скобы крепления 11, представляющей собой болт 12 с приваренной к его головке 13 П-образной шайбой 14. Скоба крепления 11 выполнена таким образом, чтобы болт 12 проходил через сквозной продольный паз 8 горизонтальной балки 4, а шайба 14 охватывала отогнутые внутрь сечения полки 9, обеспечивая установку вертикальных стоек 2 с любым шагом.
Для двухъярусного ограждения, при одностороннем и двустороннем ограждении, крепление верхней балки 5 к стойке выполнено с помощью жесткой П-образной консоли 15. При этом верхняя часть 16 стойки 2 связана с наружной поверхностью 17 консоли-амортизатора 10 нижнего 7 яруса балок с помощью тяги 18.
Секции горизонтальных балок 4 в каждом ярусе соединены между собой встык с помощью П-образных вставок 19 и сквозных болтов 20 через распорные втулки 21. При этом габарит барьерного ограждения от лицевой стороны максимально выступающей горизонтальной балки 4 до задней стенки стойки 2 - для одностороннего ограждения и до лицевой стороны противоположной балки - для двухстороннего ограждения находится соответственно в диапазоне от 0,25 до 0,50 м для одностороннего ограждения и от 0,4 до 0,8 м для двухстороннего ограждения, а отношение габарита ограждения к его высоте составляет 0,17-0,63 - для одностороннего и 0,4-1,1 - для двухстороннего ограждения.
Горизонтальные балки 4 прикреплены к стойкам 2 по высоте, считая от поверхности дорожного покрытия до оси балок, на расстоянии от 250 до 350 мм, от 500 до 680 мм и от 1050 до 1450 мм соответственно для балок верхнего 5, среднего 6 и нижнего 7 ярусов при трехъярусном исполнении и от 250 до 350 мм и от 600 до 700 мм соответственно для балок нижнего 7 и верхнего 5 ярусов при двухъярусном исполнении.
Горизонтальные балки 4 нижнего 7 и среднего 6 яруса в 3-ярусном ограждении, а также горизонтальные балки 4 верхнего 5 и нижнего 7 яруса в 2-ярусном ограждении имеют одинаковый вылет в сторону от вертикальной стойки 2.
Для двусторонних ограждений балка верхнего 5 яруса расположена сверху на торце 22 вертикальной стойки 2 или сбоку с обеих сторон в верхней ее части.
Крепление стойки 2 к основанию 1, например для мостовой группы, выполнено с помощью опор 23, выполненных с вертикальными щеками 24, и резьбового соединения. Причем опоры 23 выполнены в виде гнутых косынок 25 и прикреплены к стержню 3 стойки 2 сбоку с помощью болтов 26 и распорной втулки 27 со стяжным болтом 28, установленной между вертикальными щеками 24 опор 23. Стяжной болт 28 пропущен через отверстия 29 в щеках 24 и внутри втулки 27 и закреплен гайкой 30 с наружной стороны щеки 24.
Для двухстороннего ограждения опоры 23 стойки 2 прикреплены к ее стержню 3 с двух сторон по проезжей части, а для одностороннего ограждения опоры 23 прикреплены к стержню 3 стойки 2 спереди и с боков, а сзади установлен упор 31.
Работа барьерного ограждения заключается в следующем.
При наезде транспортного средства на барьерное ограждение происходит его деформация, за счет чего осуществляется поглощение энергии удара. Использование стоек 2 из гнутого профиля П-образного и С-образного сечения повышает надежность барьерного ограждения, его пластичность и обеспечивает более плавные характеристики деформации ограждения. Крепление стойки 2 с помощью разъемного резьбового соединения (фиг.8, 10 и 11) и наличие распорной втулки при креплении с двумя боковыми опорами (фиг.9) обеспечивает равномерность деформации стойки во всех фазах в течение всего времени наезда, повышает коррозионную стойкость стойки вследствие отсутствия сварных швов, позволяет компенсировать неровности опорных площадок при монтаже барьерного ограждения. Задний упор 31 одностороннего барьерного ограждения (фиг.10) увеличивает реакцию стойки 2 при деформации, повышая удерживающую способность ограждения.
Использование горизонтальных балок 4 из специального гнутого профиля со сплошным продольным пазом 8 (фиг.5) с креплением их к стойкам 2 с помощью специальной скобы крепления 11 (фиг.6) значительно упрощает монтаж ограждения, позволяет бесступенчато изменять шаг стоек 2 и компенсировать неточности установки стоек 2 барьерных ограждений по шагу. Стыковое соединение горизонтальных балок 4 между собой (фиг.7) без выступающих частей уменьшает повреждение автотранспортных средств при наезде на ограждение и улучшает внешний вид ограждения.
Конструкция барьерного ограждения с креплением верхней балки 5 к стержню 3 стойки 2 с помощью жесткой консоли 15 (фиг.12) обеспечивает включение в работу большего количества стоек 2, удерживает при наезде верхний ярус ограждения на одной высоте и увеличивает удерживающую способность барьерного ограждения. В двухстороннем барьерном ограждении жесткая консоль 15 способствует включению в работу балок и с противоположной от наезда стороны. Тяга 18, связывающая верхнюю часть стойки с наружной частью консоли-амортизатора 10 нижнего яруса, позволяет сохранять постоянную высоту нижней балки 7 при деформации ограждения без увеличения жесткости консоли-амортизатора 10.
Таким образом, предлагаемая конструкция барьерного ограждения обеспечивает решение поставленной задачи и достижение нового технического результата путем обеспечения многокаскадного демпфирования при динамических нагрузках за счет использования овальных отверстий вдоль оси соединения по линии нагрузки
Формула изобретения
1. Энергопоглощающееся барьерное ограждение удерживающее для автодорог, содержащее вертикальные стойки с демпфирующей тросовой энергопоглощающей петлей на фрикционно-подвижных соединениях (ФПС) закрепленные на фрикци-болте с медным забитым клином в пропиленный болгаокой паз шпильки (болта) и прикрепленные к ним расположенные вдоль дороги продольные балки, отличающееся тем, что стойки выполнены из гнутого профиля П-образного сечения, или из двух соединенных между собой гнутых профилей П-образного сечения, или из профиля С-образного сечения, а продольные балки выполнены из профиля в виде С-образного сечения с дополнительными полками, отогнутыми внутрь сечения, причем продольные балки крепятся к стойкам в один или более ярусов непосредственно либо через консоли-амортизаторы с помощью крепежного элемента в виде скобы крепления, представляющей собой болт с приваренной к его головке П-образной шайбой, выполненной таким образом, что болт проходит через сквозной продольный паз балки, а шайба охватывает отогнутые внутрь сечения полки, обеспечивая установку вертикальных стоек с любым шагом, а секции продольной балки одного яруса соединены между собой встык без выступающих частей с помощью П-образных вставок сквозными болтами через распорные втулки, при этом габарит барьерного ограждения от лицевой стороны максимально выступающей балки до задней стенки стержня стойки - для одностороннего ограждения и до лицевой стороны противоположной балки - для двухстороннего ограждения находится, соответственно, в диапазонах от 0,25 до 0,50 м для одностороннего ограждения и от 0,4 до 0,8 м для двухстороннего ограждения, а отношение указанного габарита к высоте ограждения составляет 0,17-0,63 - для одностороннего и 0,4-1,1 - для двухстороннего ограждения.
2. Барьерное ограждение удерживающее для автодорог по п.1, отличающееся тем, что продольные балки крепятся к стойкам в два или три яруса на фрикци-болтах на подвижных (податливых) протяжных фрикционно-подвижных соединениях (ФПС) и расположены по высоте, считая от поверхности дорожного покрытия до оси балок, на расстоянии от 250 до 350, от 500 до 680 и от 1050 до 1450 мм, соответственно, для балок нижнего, среднего и верхнего ярусов при трехъярусном исполнении и от 250 до 350 и от 600 до 700 мм, соответственно, для балок нижнего и верхнего ярусов при двухъярусном исполнении.
3. Барьерное ограждение удерживающее для автодорог по п.2, отличающееся тем, что балки нижнего и среднего яруса в 3-ярусном ограждении и обе балки в 2-ярусном ограждении имеют одинаковый вылет в сторону от вертикальной стойки с протяжными фрикционно –подвижными соединениями (ФПС) .
4. Барьерное ограждение удерживающее для автодорог по п.1, отличающееся тем, что для двусторонних ограждений балка верхнего яруса расположена сверху на торце вертикальной стойки или сбоку с обеих сторон в верхней ее части закрепленный на энергопоглощающих фрикци-болтах .
5. Барьерное ограждение удерживающее для автодорог по п.1, отличающееся тем, что для мостовой группы крепление стержня стойки к опорам выполнено с помощью резьбового соединения.
6. Барьерное ограждение удерживающее для автодорог по п.5, отличающееся тем, что опоры стойки прикреплены к ее стержню сбоку с помощью фрикци- болтов и распорной втулки со стяжным болтом, установленной между вертикальными щеками опор, при этом стяжной болт проходит через отверстия в щеках и внутри втулки и закреплен гайкой с наружной стороны щеки.
7. Барьерное ограждение удерживающее для автодорог по п.5, отличающееся тем, что для двухстороннего ограждения опоры стойки прикреплены к ее стержню с двух сторон по проезжей части на протяжных фрикционно-подвижных соединениях с контрольным натяжением в длинных овальных отверстиях .
8. Барьерное ограждение удерживающее для автодорог по п.5, отличающееся тем, что для одностороннего ограждения опоры стойки прикреплены к ее стержню спереди и с боков, а сзади установлен упор на протяжных фрикционно-подвижных соединениях с длинными овальными отверстиями , по линии ударной нагрузки .
9. Барьерное ограждение удерживающее для автодорог по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что для двухъярусного ограждения крепление верхней балки к стержню стойки выполнено с помощью подвижной энергопоглощающей П-образной консоли, при этом верхняя часть стойки связана с наружной поверхностью консоли-амортизатора нижнего яруса с помощью тяги на фрикционно-подвижных соединениях в длинных овальных отверстиях , по линии нагрузки, с контрольным натяжением фрикци-болтов согласно патента № 2010136746 «СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СИСТЕМУ ДЕМПФИРОВАНИЯ ФРИКЦИОННОСТИ И СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ И СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ» Дата публикации заявки: 20.01.2013 Бюл. № 2 МПК E04C 2/00 (2006.01)
Фиг 15
Фиг 16
Фиг 17
Фиг 18
Фиг 19
Фиг 20
,
Фиг 21
СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СИСТЕМУ ДЕМПФИРОВАНИЯ ФРИКЦИОННОСТИ И СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ И СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ 2010 136 746
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
(19)
RU
(11)
2010 136 746
(13)
A 2010 136 746
(51) МПК
* E04C 2/00 (2006.01)
(12) ЗАЯВКА НА ИЗОБРЕТЕНИЕ
Состояние делопроизводства:
Экспертиза завершена (последнее изменение статуса: 02.10.2013) (21)(22) Заявка: 2010136746/03, 01.09.2010
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 01.09.2010
(43) Дата публикации заявки: 20.01.2013 Бюл. № 2
Адрес для переписки:
443004, г.Самара, ул.Заводская, 5, ОАО "Теплант"
(71) Заявитель(и):
Открытое акционерное общество "Теплант" (RU)
(72) Автор(ы):
Подгорный Олег Александрович (RU),
Акифьев Александр Анатольевич (RU),
Тихонов Вячеслав Юрьевич (RU),
Родионов Владимир Викторович (RU),
Гусев Михаил Владимирович (RU),
Коваленко Александр Иванович (RU)
(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СИСТЕМУ ДЕМПФИРОВАНИЯ ФРИКЦИОННОСТИ И СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ И СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
(57) Формула изобретения
1. Способ защиты здания от разрушений при взрыве или землетрясении, включающий выполнение проема/проемов рассчитанной площади для снижения до допустимой величины взрывного давления, возникающего во взрывоопасных помещениях при аварийных внутренних взрывах, отличающийся тем, что в объеме каждого проема организуют зону, представленную в виде одной или нескольких полостей, ограниченных эластичным огнестойким материалом и установленных на легкосбрасываемых фрикционных соединениях при избыточном давлении воздухом и землетрясении, при этом обеспечивают плотную посадку полости/полостей во всем объеме проема, а в момент взрыва и землетрясения под действием взрывного давления обеспечивают изгибающий момент полости/полостей и осуществляют их выброс из проема и соскальзывают с болтового соединения за счет ослабленной подпиленной гайки.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что «сэндвич»-панели, щитовые панели смонтированы на высокоподатливых с высокой степенью подвижности фрикционных, скользящих соединениях с сухим трением с включением в работу фрикционных гибких стальных затяжек диафрагм жесткости, состоящих из стальных регулируемых натяжений затяжек сухим трением и повышенной подвижности, позволяющие перемещаться перекрытиям и «сэндвич»-панелям в горизонтали в районе перекрытия 115 мм, т.е. до 12 см, по максимальному отклонению от вертикали 65 мм, т.е. до 7 см (подъем пятки на уровне фундамента), не подвергая разрушению и обрушению конструкции при аварийных взрывах и сильных землетрясениях.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что каждая «сэндвич»-панель крепится на сдвигоустойчивых соединениях со свинцовой, медной или зубчатой шайбой, которая распределяет одинаковое напряжение на все четыре-восемь гаек и способствует одновременному поглощению сейсмической и взрывной энергии, не позволяя разрушиться основным несущим конструкциям здания, уменьшая вес здания и амплитуду колебания здания.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что за счет новой конструкции сдвигоустойчивого податливого соединения на шарнирных узлах и гибких диафрагмах «сэндвич»-панели могут монтироваться как самонесущие без стального каркаса для малоэтажных зданий и сооружений.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что система демпфирования и фрикционности и поглощения сейсмической энергии может определить величину горизонтального и вертикального перемещения «сэндвич»-панели и определить ее несущую способность при землетрясении или взрыве прямо на строительной площадке, пригрузив «сэндвич»-панель и создавая расчетное перемещение по вертикали лебедкой с испытанием на сдвиг и перемещение до землетрясения и аварийного взрыва прямо при монтаже здания и сооружения.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что расчетные опасные перемещения определяются, проверяются и затем испытываются на программном комплексе ВК SCAD 7/31 r5, ABAQUS 6.9, MONOMAX 4.2, ANSYS, PLAKSIS, STARK ES 2006, SoliddWorks 2008, Ing+2006, FondationPL 3d, SivilFem 10, STAAD.Pro, а затем на испытательном при объектном строительном полигоне прямо на строительной площадке испытываются фрагменты и узлы, и проверяются экспериментальным путем допустимые расчетные перемещения строительных конструкций (стеновых «сэндвич»-панелей, щитовых деревянных панелей, колонн, перекрытий, перегородок) на возможные при аварийном взрыве и при землетрясении более 9 баллов перемещение по методике разработанной испытательным центром ОО «Сейсмофонд» - «Защита и безопасность городов».
ОПОРА СЕЙСМОСТОЙКАЯ РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
(19)
RU
(11)
165 076
(13)
U1
(51) МПК
* E04H 9/02 (2006.01)
(12) ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ
Статус:
не действует (последнее изменение статуса: 26.09.2019) (21)(22) Заявка: 2016102130/03, 22.01.2016
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
22.01.2016
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 22.01.2016
(45) Опубликовано: 10.10.2016 Бюл. № 28
Адрес для переписки:
190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул д 4 СПб ГАСУ
(72) Автор(ы):
Андреев Борис Александрович (RU),
Коваленко Александр Иванович (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Андреев Борис Александрович (RU),
Коваленко Александр Иванович (RU)
(54) ОПОРА СЕЙСМОСТОЙКАЯ
(57) Реферат:
Опора сейсмостойкая предназначена для защиты объектов от сейсмических воздействий за счет использования фрикцион но податливых соединений. Опора состоит из корпуса в котором выполнено вертикальное отверстие охватывающее цилиндрическую поверхность щтока. В корпусе, перпендикулярно вертикальной оси, выполнены отверстия в которых установлен запирающий калиброванный болт.
Вдоль оси корпуса выполнены два паза шириной <Z> и длиной <I> которая превышает длину <Н> от торца корпуса до нижней точки паза, выполненного в штоке. Ширина паза в штоке соответствует диаметру калиброванного болта.
Для сборки опоры шток сопрягают с отверстием корпуса при этом паз штока совмещают с поперечными отверстиями корпуса и соединяют болтом, после чего одевают гайку и затягивают до заданного усилия. Увеличение усилия затяжки приводит к уменьшению зазора<Z>корпуса, увеличению сил трения в сопряжении корпус-шток и к увеличению усилия сдвига при внешнем воздействии. 4 ил.
Предлагаемое техническое решение предназначено для защиты сооружений, объектов и оборудования от сейсмических воздействий за счет использования фрикционно податливых соединений. Известны фрикционные соединения для защиты объектов от динамических воздействий. Известно, например Болтовое соединение плоских деталей встык по Патенту RU 1174616, F15B 5/02 с пр. от 11.11.1983. Соединение содержит металлические листы, накладки и прокладки. В листах, накладках и прокладках выполнены овальные отверстия через которые пропущены болты, объединяющие листы, прокладки и накладки в пакет.
При малых горизонтальных нагрузках силы трения между листами пакета и болтами не преодолеваются. С увеличением нагрузки происходит взаимное проскальзывание листов или прокладок относительно накладок контакта листов с меньшей шероховатостью. Взаимное смещение листов происходит до упора болтов в края овальных отверстий после чего соединения работают упруго. После того как все болты соединения дойдут до упора в края овальных отверстий, соединение начинает работать упруго, а затем происходит разрушение соединения за счет смятия листов и среза болтов. Недостатками известного являются: ограничение демпфирования по направлению воздействия только по горизонтали и вдоль овальных отверстий; а также неопределенности при расчетах из-за разброса по трению.
Известно также Устройство для фрикционного демпфирования антиветровых и антисейсмических воздействий по Патенту TW 201400676 (A)-2014-01-01. Restraint anti-wind and anti-seismic friction damping device, E04B 1/98, F16F 15/10. Устройство содержит базовое основание, поддерживающее защищаемый объект, нескольких сегментов (крыльев) и несколько внешних пластин. В сегментах выполнены продольные пазы. Трение демпфирования создается между пластинами и наружными поверхностями сегментов. Перпендикулярно вертикальной поверхности сегментов, через пазы, проходят запирающие элементы - болты, которые фиксируют сегменты и пластины друг относительно друга. Кроме того, запирающие элементы проходят через блок поддержки, две пластины, через паз сегмента и фиксируют конструкцию в заданном положении. Таким образом получаем конструкцию опоры, которая выдерживает ветровые нагрузки но, при возникновении сейсмических нагрузок, превышающих расчетные силы трения в сопряжениях, смещается от своего начального положения, при этом сохраняет конструкцию без разрушения.
Недостатками указанной конструкции являются: сложность конструкции и сложность расчетов из-за наличия большого количества сопрягаемых трущихся поверхностей.
Целью предлагаемого решения является упрощение конструкции, уменьшение количества сопрягаемых трущихся поверхностей до одного сопряжения отверстие корпуса - цилиндр штока, а также повышение точности расчета.
Сущность предлагаемого решения заключается в том, что опора сейсмостойкая выполнена из двух частей: нижней - корпуса, закрепленного на фундаменте и верхней - штока, установленного с возможностью перемещения вдоль общей оси и с возможностью ограничения перемещения за счет деформации корпуса под действием запорного элемента. В корпусе выполнено центральное отверстие, сопрягаемое с цилиндрической поверхностью штока, и поперечные отверстия (перпендикулярные к центральной оси) в которые устанавливают запирающий элемент-болт.
Кроме того в корпусе, параллельно центральной оси, выполнены два открытых паза, которые обеспечивают корпусу возможность деформироваться в радиальном направлении. В теле штока, вдоль центральной оси, выполнен паз ширина которого соответствует диаметру запирающего элемента (болта), а длина соответствует заданному перемещению штока.
Запирающий элемент создает нагрузку в сопряжении шток-отверстие корпуса, а продольные пазы обеспечивают возможность деформации корпуса и «переход» сопряжения из состояния возможного перемещения в состояние «запирания» с возможностью перемещения только под сейсмической нагрузкой. Длина пазов корпуса превышает расстояние от торца корпуса до нижней точки паза в штоке. Сущность предлагаемой конструкции поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен разрез А-А (фиг. 2); на фиг. 2 изображен поперечный разрез Б-Б (фиг. 1); на фиг. 3 изображен разрез В-В (фиг. 1); на фиг. 4 изображен выносной элемент 1 (фиг. 2) в увеличенном масштабе.
Опора сейсмостойкая состоит из корпуса 1 в котором выполнено вертикальное отверстие диаметром «D», которое охватывает цилиндрическую поверхность штока 2 например по подвижной посадке H7/f7. В стенке корпуса перпендикулярно его оси, выполнено два отверстия в которых установлен запирающий элемент - калиброванный болт 3. Кроме того, вдоль оси отверстия корпуса, выполнены два паза шириной «Z» и длиной «I». В теле штока вдоль оси выполнен продольный глухой паз длиной «h» (допустмый ход штока) соответствующий по ширине диаметру калиброванного болта, проходящего через этот паз. При этом длина пазов «I» всегда больше расстояния от торца корпуса до нижней точки паза «Н». В нижней части корпуса 1 выполнен фланец с отверстиями для крепления на фундаменте, а в верхней части штока 2 выполнен фланец для сопряжения с защищаемым объектом. Сборка опоры заключается в том, что шток 2 сопрягается с отверстием «D» корпуса по подвижной посадке.
Паз штока совмещают с поперечными отверстиями корпуса и соединяют калиброванным болтом 3, с шайбами 4, с предварительным усилием (вручную) навинчивают гайку 5, скрепляя шток и корпус в положении при котором нижняя поверхность паза штока контактирует с поверхностью болта (высота опоры максимальна). После этого гайку 5 затягивают тарировочным ключом до заданного усилия. Увеличение усилия затяжки гайки (болта) приводит к деформации корпуса и уменьшению зазоров от «Z» до «Z1» в корпусе, что в свою очередь приводит к увеличению допустимого усилия сдвига (усилия трения) в сопряжении отверстие корпуса - цилиндр штока.
Величина усилия трения в сопряжении корпус-шток зависит от величины усилия затяжки гайки (болта) и для каждой конкретной конструкции (компоновки, габаритов, материалов, шероховатости поверхностей, направления нагрузок и др.) определяется экспериментально. При воздействии сейсмических нагрузок превышающих силы трения в сопряжении корпус-шток, происходит сдвиг штока, в пределах длины паза выполненного в теле штока, без разрушения конструкции.
Формула полезной модели
Опора сейсмостойкая, содержащая корпус и сопряженный с ним подвижный узел, закрепленный запорным элементом, отличающаяся тем, что в корпусе выполнено центральное вертикальное отверстие, сопряженное с цилиндрической поверхностью штока, при этом шток зафиксирован запорным элементом, выполненным в виде калиброванного болта, проходящего через поперечные отверстия корпуса и через вертикальный паз, выполненный в теле штока и закрепленный гайкой с заданным усилием, кроме того в корпусе, параллельно центральной оси, выполнено два открытых паза, длина которых, от торца корпуса, больше расстояния до нижней точки паза штока.
СООТВЕТСТВУЕТ ТРЕБОВАНИЯМ: СП 14.13330.2018, ГОСТ 16962.2-90. ГОСТ 17516.1-90, ГОСТ 30546.1-98, ГОСТ 30546.2-98 (в части сейсмостойкости до 9 баллов по шкале MSK-64), I категории по НП-031-01, требованиям C-GB.ПБ004.В.01312 группе мех. испол. М13, серии 4.402-9 «Анкерные болты», вып 5 «Ленгипронефтехим», ТКП 45-5.04-274-2012 ВСН 144-76, СТП 006-97 Антисейсмическое фланцевое фрикционно подвижное соединение трубопроводов
Авторы Малафеев Олег Иванович , Кадашов Александр Иванович , Андреева Елена Ивановна F 16 L 23/02 F 16 L 51/00
Антисейсмическое фланцевое фрикционно -подвижное соединение трубопроводов
Реферат
Техническое решение относится к области строительства магистральных трубопроводов и предназначено для защиты шаровых кранов и трубопровода от возможных вибрационных , сейсмических и взрывных воздействий Конструкция фрикци -болт выполненный из латунной шпильки с забитым медным обожженным клином позволяет обеспечить надежный и быстрый погашение сейсмической нагрузки при землетрясении, вибрационных воздействий от железнодорожного и автомобильного транспорта и взрыве .Конструкция фрикци -болт, состоит их латунной шпильки , с забитым в пропиленный паз медного клина, которая жестко крепится на фланцевом фрикционно- подвижном соединении (ФФПС) . Кроме того между энергопоглощаюим клином вставляются свинцовые шайбы с двух сторон, а латунная шпилька вставляется ФФПС с медным обожженным клином или втулкой ( на чертеже не показана) 1-9 ил.
Описание изобретения Антисейсмическое фланцевое соединение трубопроводов
Аналоги : Патент Великобритании № 1260143, кл. F 2 G, фиг. 2, 1972, Бергер И. А. и др. Расчет на прочность деталей машин. М., «Машиностроение», 1966, с. 491. (54) (57) 1.
Антисейсмическое фланцевое фрикционно -подвижное соединение трубопроводов
Предлагаемое техническое решение предназначено для защиты шаровых кранов и трубопроводов от сейсмических воздействий за счет использования фрикционное- податливых соединений. Известны фрикционные соединения для защиты объектов от динамических воздействий. Известно, например, болтовое фланцевое соединение , патент RU №1425406, F16 L 23/02.
Соединение содержит металлические тарелки и прокладки. С увеличением нагрузки происходит взаимное демпфирование колец -тарелок.
Взаимное смещение происходит до упора фланцевого фрикционно подвижного соединения (ФФПС), при импульсных растягивающих нагрузках при многокаскадном демпфировании, которые работают упруго.
Недостатками известного решения являются: ограничение демпфирования по направлению воздействия только по горизонтали и вдоль овальных отверстий; а также неопределенности при расчетах из-за разброса по трению. Известно также устройство для фрикционного демпфирования и антисейсмических воздействий, патент SU 1145204, F 16 L 23/02 Антивибрационное фланцевое соединение трубопроводов
Устройство содержит базовое основание, нескольких сегментов -пружин и несколько внешних пластин. В сегментах выполнены продольные пазы. Сжатие пружин создает демпфирование
Таким образом получаем фрикционно -подвижное соединение на пружинах, которые выдерживает сейсмические нагрузки но, при возникновении динамических, импульсных растягивающих нагрузок, взрывных, сейсмических нагрузок, превышающих расчетные силы трения в сопряжениях, смещается от своего начального положения, при этом сохраняет трубопровод без разрушения.
Недостатками указанной конструкции являются: сложность конструкции и дороговизна, из-за наличия большого количества сопрягаемых трущихся поверхностей и надежность болтовых креплений с пружинами
Целью предлагаемого решения является упрощение конструкции, уменьшение количества сопрягаемых трущихся поверхностей до одного или нескольких сопряжений в виде фрикци -болта , а также повышение точности расчета при использования фрикци- болтовых демпфирующих податливых креплений для шаровых кранов и трубопровода.
Сущность предлагаемого решения заключается в том, что с помощью подвижного фрикци –болта с пропиленным пазом, в который забит медный обожженный клин, с бронзовой втулкой (гильзой) и свинцовой шайбой , установленный с возможностью перемещения вдоль оси и с ограничением перемещения за счет деформации трубопровода под действием запорного элемента в виде стопорного фрикци-болта с пропиленным пазом в стальной шпильке и забитым в паз медным обожженным клином.
Фрикционно- подвижные соединения состоят из демпферов сухого трения с использованием латунной втулки или свинцовых шайб) поглотителями сейсмической и взрывной энергии за счет сухого трения, которые обеспечивают смещение опорных частей фрикционных соединений на расчетную величину при превышении горизонтальных сейсмических нагрузок от сейсмических воздействий или величин, определяемых расчетом на основные сочетания расчетных нагрузок, сама опора при этом начет раскачиваться за счет выхода обожженных медных клиньев, которые предварительно забиты в пропиленный паз стальной шпильки.
Фрикци-болт, является энергопоглотителем пиковых ускорений (ЭПУ), с помощью которого, поглощается взрывная, ветровая, сейсмическая, вибрационная энергия. Фрикци-болт снижает на 2-3 балла импульсные растягивающие нагрузки при землетрясении и при взрывной, ударной воздушной волне. Фрикци –болт повышает надежность работы оборудования, сохраняет каркас здания, моста, ЛЭП, магистрального трубопровода, за счет уменьшения пиковых ускорений, за счет использования протяжных фрикционных соединений, работающих на растяжение на фрикци- болтах, установленных в длинные овальные отверстия с контролируемым натяжением в протяжных соединениях согласно ТКП 45-5.04-274-2012 (02250) п. 10.3.2 стр. 74 , Минск, 2013, СП 16.13330.2011,СНиП II-23-81* п. 14.3- 15.2.
Изобретение относится к машиностроению, а именно к соединениям трубчатых элементов
Цель изобретения расширение области использования соединения в сейсмоопасных районах .
На чертеже показано предлагаемое соединение, общий вид.
Соединение состоит из фланцев и латунного фрикци -болтов , гаек , свинцовой шайб, медных втулок -гильз
Фланцы выполнены с помощью латунной шпильки с пропиленным пазом куж забивается медный обожженный клин и снабжен энергопоглощением .
Сущность предлагаемой конструкции поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен фрикционных соединениях с контрольным натяжением стопорный (тормозной) фрикци –болт с забитым в пропиленный паз стальной шпильки обожженным медным стопорным клином;
на фиг.2 изображена латунная шпилька фрикци-болта с пропиленным пазом
на фиг.3 изображен фрагмент о медного обожженного клина забитого в латунную круглую или квадратную латунную шпильку
на фиг. 4 изображен фрагмент установки медного обожженного клина в подвижный компенсатор ( на чертеже компенстор на показан ) Цифрой 5 обозначен пропитанный антикоррозийными составами трос в пять обмотанный витков вокруг трубы . что бы исключить вытекание нефти или газа из магистрального трубопровода при многокаскадном демпфировании)
фиг. 6 изображен сам узел фрикционно -подвижного соединения на фриукци -болту на фрикционно-подвижных протяжных соедиениях
фиг.7 изображен шаровой кран соединенный на фрикционно -подвижных соединениях , фрикци-болту с магистральным трубопроводом на фланцевых соединениях
фиг. 8 изображен Сальникова компенсатор на соединениях с фрикци -болтом фрикционно-подвижных соединений
фиг 9 изображен компенсатор Сальникова на антисейсмических фрикционо-подвижных соединениях с фрикци- болтом
Антисейсмический виброизоляторы выполнены в виде латунного фрикци -болта с пропиленным пазом , куда забивается стопорный обожженный медный, установленных на стержнях фрикци- болтов Медный обожженный клин может быть также установлен с двух сторон крана шарового
Болты снабжены амортизирующими шайбами из свинца: расположенными в отверстиях фланцев.
Однако устройство в равной степени работоспособно, если антисейсмическим или виброизолирующим является медный обожженный клин .
Гашение многокаскадного демпфирования или вибраций, действующих в продольном направлении, осуществляется смянанием с энергопоглощением забитого медного обожженного клина
Виброизоляция в поперечном направлении обеспечивается свинцовыми шайбами , расположенными между цилиндрическими выступами . При этом промежуток между выступами, должен быть больше амплитуды колебаний вибрирующего трубчатого элемента, Для обеспечения более надежной виброизоляции и сейсмозащиты шарового кран с трубопроводом в поперечном направлении, можно установить медный втулки или гильзы ( на чертеже не показаны), которые служат амортизирующие дополнительными упругими элементы
Упругими элементами , одновременно повышают герметичность соединения, может служить стальной трос ( на чертеже не показан) .
Устройство работает следующим образом.
В пропиленный паз латунно шпильки, плотно забивается медный обожженный клин , который является амортизирующим элементом при многокаскадном демпфировании .
Латунная шпилька с пропиленным пазом , располагается во фланцевом соединении , выполненные из латунной шпильки с забиты с одинаковым усилием медный обожженный клин , например латунная шпилька , по названием фрикци-болт . Одновременно с уплотнением соединения оно выполняет роль упругого элемента, воспринимающего вибрационные и сейсмические нагрузки. Между выступами устанавливаются также дополнительные упругие свинцовые шайбы , повышающие надежность виброизоляции и герметичность соединения в условиях повышенных вибронагрузок и сейсмонагрузки и давлений рабочей среды.
Затем монтируются подбиваются медный обожженные клинья с одинаковым усилием , после чего производится стягивание соединения гайками с контролируемым натяжением .
В процессе стягивания фланцы сдвигаются и сжимают медный обожженный клин на строго определенную величину, обеспечивающую рабочее состояние медного обожженного клина . свинцовые шайбы применяются с одинаковой жесткостью с двух сторон .
Материалы медного обожженного клина и медных обожженных втулок выбираются исходя из условия, чтобы их жесткость соответствовала расчетной, обеспечивающей надежную сейсмомозащиту и виброизоляцию и герметичность фланцевого соединения трубопровода и шаровых кранов.
Наличие дополнительных упругих свинцовых шайб ( на чертеже не показаны) повышает герметичность соединения и надежность его работы в тяжелых условиях вибронагрузок при многокаскадном демпфировании
Жесткость сейсмозащиты и виброизоляторов в виде латунного фрикци -болта определяется исходя из, частоты вынужденных колебаний вибрирующего трубчатого элемента с учетом частоты собственных колебаний всего соединения по следующей формуле:
Виброизоляция и сейсмоизоляция обеспечивается при условии, если коэффициент динамичности фрикци -болта будет меньше единицы.
Формула
Антисейсмическое фланцевое фрикциооно -подвижное соединение трубопроводов
Антисейсмическое ФЛАНЦЕВОЕ фрикционно -подвижное СОЕДИНЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ, содержащее крепежные элементы, подпружиненные и энергопоглощающие со стороны одного из фланцев, амортизирующие в виде латунного фрикци -болта с пропиленным пазом и забитым медным обожженным клином с медной обожженной втулкой или гильзой , охватывающие крепежные элементы и установленные в отверстиях фланцев, и уплотнительный элемент, фрикци-болт , отличающееся тем, что, с целью расширения области использования соединения, фланцы выполнены с помощью энергопоглощающего фрикци -болта , с забитым с одинаковым усилием медным обожженным клином расположенными во фланцевом фрикционно-подвижном соединении (ФФПС) , уплотнительными элемент выполнен в виде свинцовых тонких шайб , установленного между цилиндрическими выступами фланцев, а крепежные элементы подпружинены также на участке между фланцами, за счет протяжности соединения по линии нагрузки, а между медным обожженным энергопоголощающим клином, установлены тонкие свинцовые или обожженные медные шайбы, а в латунную шпильку устанавливается тонкая медная обожженная гильза или втулка .
Фиг 1
Фиг 2
Фиг 3
Фиг 4
Фиг 5
Фиг 6
Фиг 7
Фиг 8
Фиг 9
Реферат антисейсмическое фланцевое фрикционно -подвижное соединение для трубопроводов
Техническое решение относится к области строительства магистральных трубопроводов и предназначено для защиты шаровых кранов и трубопровода от возможных вибрационных, сейсмических и взрывных воздействий. Фрикци -болт выполненный из латунной шпильки с пропиленным в ней пазом, с забитым в паз шпильки медным обожженным клином позволяет обеспечить надежное и быстрое погашение сейсмической нагрузки при землетрясении, вибрационных воздействий от железнодорожного и автомобильного транспорта и взрыве. Фрикци -болт состоит из латунной шпильки с пропиленным пазом, с забитым в паз шпильки медным обожженным клином, который жестко крепится на фланцевом фрикционно- подвижном соединении (ФФПС), при этом на шпильку надевается медная , с-образная втулка. Кроме того, между энергопоглощающим клином и втулкой устанавливаются свинцовые шайбы с двух сторон (втулка и шайбы на чертеже не показаны) 1-9 ил.
Литература по обеспечению устойчивости дорожного ограждения от особых воздействиях, за счет рассеивания энергии с использованием фланцевых фрикционно –подвижных протяжных соединений и упругопластического шарнира
1. "СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СИСТЕМУ ДЕМПФИРОВАНИЯ ФРИКЦИОННОСТИ И СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ И СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ" № 2010136746 E 04 C 2/09 Дата опубликования 20.01.2013
2. Патент на полезную модель № 165 076 " Опора сейсмостойкая" 10.10.2016 Б.л 28
3. Патент на полезную модель № 154506 "Панель противовзрывная" 27.08.2015 бюл № 28 4.Изобретение № 1760020 "Сейсмостойкий фундамент" 07.09.1992 5. Изобретение № 1011847 "Башня" 30.08.1982 6. Изобретение № 1038457 "Сферический резервуар" 30.08.1982 7. Изобретение № 1395500 "Способ изготовления ячеистобетонных изделий на пористых заполнителях" 15.05.1988 8. Изобретение № 998300 "Захватное устройство для колонн" 23.02.1983 9. Захватное устройство сэндвич-панелей № 24717800 опуб 05 05.2011 10. Стена и способ ее возведения № 1728414 опул 19.06.1989 11. Заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора сейсмоизолирующая «гармошка». Используется Японии. 12. Заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L23/02 . 13. Заявка на изобретение № 2016119967/20 ( 031416) от 23.05.2016 «Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H9/02. 14. Журнал «Сельское строительство» № 9/95 стр.30 «Отвести опасность» 15. Журнал «Жилищное строительство» № 4/95 стр.18 «Использование сейсмоизолирующего пояса для существующих зданий» 16. Журнал «Жилищное строительство» № 9/95 стр.13 «Сейсмоизоляция малоэтажных жилых зданий», 17. Журнал «Монтажные и специальные работы в строительстве» № 4/95 стр. 24-25 «Сейсмоизоляция малоэтажных зданий», 18. Российская газета от 26.07.95 стр.3 «Секреты сейсмостойкости». 19. Российская газета от 11.06.95 «Землетрясение: предсказание на завтра» 20. Газета «Грозненский рабочий» № 5 февраль 1996 «Честь мундира или сэкономленные миллиарды», 21. «Голос Чеченской Республики» 1 февраль 1996 «Башни и баллы» . 21. Республика ЧР № 7 август 1995 «Удар невиданной звезды или через четыре года». 21. Газета «Земля России» за октябрь 1998 стр. 3 «Уникальные технологии возведения фундаментов без заглубления – дом на грунте. Строительство на пучинистых и просадочных грунтах» 22. Газета «Земля России» № 2 ( 26 ) стр. 2-3 « Предложение ученых общественной организации инженеров «Сейсмофонд» – Фонда «Защита и безопасность городов» в области реформы ЖКХ. 23. Журнал «Жизнь и безопасность « № 3/96 стр. 290-294 «Землетрясение по графику» Ждут ли через четыре года планету «Земля глобальные и разрушительные потрясения «звездотрясения» . 24. Журнал «Монтажные и специальные работы в строительстве» № 11/95 стр. 25 «Датчик регистрации электромагнитных волн, предупреждающий о землетрясении - гарантия сохранения вашей жизни!» и другие зарубежные научные издания и журналах за 1994- 2004 гг. С брошюрой «Как построить сейсмостойкий дом с учетом народного опыта сейсмостойкого строительства горцами Северного Кавказа сторожевых башен» с.79 г. Грозный –1996. в ГПБ им Ленина г. Москва и РНБ СПб пл. Островского, д.3
Приобрести Специальные технические условия на особое воздействие (СТУ ) для применения дородного энергопоглощающего ограждений на протяжных фланцевых соединениях с овальными отверстиями и контролируемым натяжением, повышение безопасности, за счет демпфирующих фрикционно- демпфирующих связей , выполненных по изобретениям проф. дтн ЛИИЖТ (ПГУПС) Уздина Александра Михайловича №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076 «Опора сейсмостойкая», 2010136746 «СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СИСТЕМУ ДЕМПФИРОВАНИЯ ФРИКЦИОННОСТИ И СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ И СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ» для повышения безопасности движенияустойчивости сооружений за счет рассеивания энергии и упругопластических шарниров , за счет использования сдвиговых упругопластических крестовидных , квадратных, кольцевых фрикционно-демпфирующих шарниров и балочных энергопоглотителей, в том числе нелинейным методом расчета в ПК SCAD, их устойчивости существующих старых зданий, сооружений, мостов, гостиниц, отелей, магистральных трубопроводов, на особые воздействия с использованием энергопоглотителей и пластических шарниров , за счет рассеивания энергии ШИФР 1.010.1-2с.94, выпуск 0-1, утвержден Главпроектом Мистрой России, письмо от 21.09.94 ; 9-3-1/130 за подписью Д.А.Сергеева, исп. Барсуков 930-54-87
согласно письма Минстроя № 9-3-1/199 от 26.12.94 и письма № 9-2-1/130 от 21.09.94) не приводящие разрушению дорожного ограждения , с помощью компьютерного моделирования в ПК SCAD , ANSYS, LS-DYNA , для существующих дорожных ограждений, с использованием , упругопластических балочных, струнных, трубчатых, квадратных упругопластичных шарниров, за счет использования упругопластичных энергопоглотителей , согласно изобретения полезная модель № 165076 «Опора сейсмостойкая» с использованием фракционности, демпфирования для поглощение взрывной энергии согласно изобретения № 2010136746 « Способ защиты зданий и сооружение при взрыве с использованием сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых соединений , использующие систему демпфирования и сейсмоизоляцию для поглощения взрывной и сейсмической энергии» на основе изобретений проф. дтн ПГУПС Уздина А М №№ 1174616, 1143895, 1168755 , при использовании эрегопоглотителей с пластическим шарниром, закрепленных на фрикци –болтах с пропиленным стальной шпильке пазе , куда забивается медный обожженный упругопластичный клин , или на протяжных фрикционно –подвижных соединениях, не приводит к разрушению дорожного ограждения, за счет поглощения пиковых ускорений и поглощение энергии фрикционно-демпфирующими соединениями , за счет упругоплатических узлов и в связи с податливостью и подвижности фрикционно- подвижных соединениях.
Стоимость альбома (проекта ) со специальных технических решений, с использованием упругих энергопоглотителей , пластических шарниров , можно обратится к Мажиеву Хасан Нажоевичу по тел (999) 535-47-29 или по электронной почте c9995354729@yandex.ru
Стоимость альбома специальных технических условий (СТУ) на особые воздействия для обеспечения устойчивости сооружений , от ударной нагрузки , за счет использования сдвиговых упругопластических шарниров и балочных энергопоглотителей, в том числе нелинейным методом расчета в ПК SCAD с типовыми протяжными фрикционно –подвижными соединениями (ФПС) и упругпастичными подвижными уздами креплениями дорожного ограждения.
Аванс 10 тр, после лабораторных испытаний методом численного (математического) моделирования и испытания моделей и узлов крепления (расчета ) упругоплатических балочных, квадратных, трубчатых, кольцевых, струнных (тросовых в оплетке) протяжных шарниров в ПК SCAD, еще 10 тр за окончание лабораторных испытаний фрагментов и узлов крепления или усиления существующих лестничных маршей передается альбом (Специальные технические условия) по обеспечению устойчивости существующих дорожных ограждений от ударной нагрузки или особых воздействиях за счет рассеивания энергии и упругопластических шарниров. Карта Сбербанка 2202 2006 4085 5233
Электронный адрес t3487810@interzet.ru (999) 535-47-29, ( 953) 151-39-15, (996) 798-26-54 Мажиев Хасан Нажоевич Президент организации «Сейсмофонд» ИНН 201400078, ОГРН 1022000000824
К заявке на изобретение демпфирующих сдвиговых энернопоглотителей для обеспечения устойчивости сооружений , от ударной волны, за счет использования сдвиговых упругопластических шарниров и балочных энергопоглотителей, от ударной нагрузки (интеллектуальная собственность передается с альбомом специальные технические условия (СТУ) по обеспечению устойчивости дорожного ограждения от ударных нагрузок, за счет рассеивания энергии , за счет демпфирующих соединений на фрикционно-подвижных соединениях, передаются заказчику бесплатно или входят в договорную стоимость 20 тр ).
Материалы по применению дородного энергопоглощающего ограждений на протяжных фланцевых соединениях с овальными отверстиями и контролируемым натяжением, повышение безопасности, за счет демпфирующих фрикционно- демпфирующих связей , выполненных по изобретениям проф. дтн ЛИИЖТ (ПГУПС) Уздина Александра Михайловича №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076 «Опора сейсмостойкая», 2010136746 «СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СИСТЕМУ ДЕМПФИРОВАНИЯ ФРИКЦИОННОСТИ И СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ И СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ» для повышения безопасности движения хранятся на Кафедре металлических и деревянных конструкций 190005, Санкт-Петербург, 2-я , Красноармейская ул., д. 4, СПб ГАСУ у заведующий кафедрой металлических и деревянных конструкций , дтн проф ЧЕРНЫХ Александр Григорьевич строительный факультет t3487810@interzet.ru t89995354729@bk.ru c9995354729@yandex.ru
(921) 962-67-78, (996) 798-26-54 Карта Сбербанка № 2202 2006 4085 5233