Разработка, о которой пойдет речь, относится к техническим средствам охраны периметров, в частности к инженерным заграждениям в составе комплексов и систем физической защиты объектов.
Противотаранное заграждение предназначено для обеспечения принудительной остановки транспортных средств, а также исключения случайного прохода людей, пытающихся проникнуть на территорию охраняемого объекта, минуя контрольно-пропускные пункты.
Для реализации данного функционального назначения, с учетом возможности передвижения транспортных средств с большой скоростью и их массивности, противотаранное заграждение должно иметь высокую прочность и обладать демпфирующими свойствами для снижения сил инерции, возникающих при соударении с ним транспортного средства.
Далее устройство поясняется рисунками 1 и 2, где изображен общий вид и фрагмент предлагаемого изделия соответственно.
Конструкция противотаранного заграждения содержит опоры (1), выполненные из прямоугольных стальных замкнутых профилей и забетонированные с определенным шагом в столбчатых монолитных фундаментах.
Непосредственно к опорам (1) противотаранного заграждения со стороны предполагаемого прорыва на уровне несущей рамы транспортного средства крепятся две силовые полосы (2), каждая из которых с помощью собственной прижимной пластины (3) посредством фрикционного соединения на высокопрочных болтах образует скользящую заделку. Силовые полосы (2) расположены таким образом, что перекрывают по ширине два пролета заграждения, а оставшиеся их свободные концы идут ровно по половине смежных пролетов. На концах каждой силовой полосы (2) расположены отверстия.
В местах стыка силовые полосы (2) объединяются для совместной работы по восприятию динамической нагрузки, вызванной таранным ударом транспортного средства, соединительной пластиной (4) с помощью фрикционного соединения на высокопрочных болтах. При этом под установку болтов в соединительной пластине (4) сделаны пазы. Таким образом, формируется упругоподатливая связь конечной жесткости между узлами сопряжения.
Силовые полосы (2), прижимные (3) и соединительные пластины (4) изготовлены из листового проката высокопрочной стали.
Наличие силовых полос (2) обеспечивает необходимые характеристики по степени устойчивости к таранному удару транспортным средством изделия в целом.
Со стороны территории охраняемого объекта к опорам (1) крепится полотно (5) заграждения, состоящее из сварных сетчатых панелей.
РАБОТА УСТРОЙСТВА
Во время действия внешних силовых факторов, вызванных таранным ударом транспортного средства, прорывающегося на территорию охраняемого объекта, первыми в работу по восприятию возникающей динамической нагрузки вступают силовые полосы (2).
Они являются высокодеформативными элементами ввиду того, что толщина поперечного сечения несопоставимо мала по сравнению с их длиной, поэтому в них при совершении поперечных кинематических перемещений из внутренних сил возникает лишь осевая сила натяжения, а изгибающие моменты и поперечные силы отсутствуют. Этой силе натяжения противодействуют силы трения, возникающие в плоскостях контакта силовых полос (2) и соединительных пластин (4), а также прижимных пластин (3) и все тех же силовых полос (2).
Трение обусловлено предварительным натяжением крепежных болтов. В свою очередь, значение силы трения можно регулировать при натяжении болтов на проектное усилие при затяжке динамометрическим ключом, тем самым назначать требуемую погонную жесткость упругоподатливой связи между узлами сопряжения в зависимости от заявленных характеристик изделия по стойкости к таранному удару транспортным средством.
Физический смысл погонной жесткости упругоподатливой связи между узлами заключается в том, при какой величине происходит единичное смещение узлов сопряжения вдоль действующего усилия. В данном случае таким смещением является продольное кинематическое перемещение, иначе говоря, проскальзывание силовых полос (2) относительно соединительной пластины (4) в результате выбора зазоров крепежными болтами в пазах, расположенных в указанных элементах соответственно.
Как отмечалось выше, наряду с продольным кинематическим перемещением силовых полос (2), вызванным таранным ударом транспортного средства, происходит поперечное кинематическое перемещение. В силу того, что в указанном направлении силовые полосы (2), являясь гибкими элементами, воспринимать нагрузку не могут, это делают опоры (1) заграждения, наиболее близко расположенные к месту взаимодействия с транспортным средством.
Таким образом, диссипация кинетической энергии ударяющего транспортного средства происходит за счет демпфирования, основанного на механизме внешнего трения в соединениях узлов сопряжения разработанной конструкции, а также за счет упругопластических деформаций и, возможно, дальнейшего разрушения двух опор (1) противотаранного заграждения.