РефератБар.ру: | Главная | Карта сайта | Справка
Страховка в горах. Реферат.

Разделы: Экономика и управление | Заказать реферат, диплом

Полнотекстовый поиск:




     Страница: 2 из 5
     <-- предыдущая следующая -->

Перейти на страницу:
скачать реферат | 1 2 3 4 5 






Что делать, когда не слышно ничего? Обычно встречается следующий вариант — первый вышел наверх и сделал базу, встал на самостраховку, выбрал имеющуюся слабину веревки, ну и прокричал весь набор команд, повторив «страховка готова» несколько раз. Веревка не выбирается и ничего в ответ не слышно. Страхующий сидит внизу, веревка очередной раз надолго остановилась, ни одной команды не слышно (ну и заодно, например, метет снег и дует ветер, хочется быстрее начать двигаться). А вдруг первый находится в сложном месте и может вот-вот сорваться? Что же делать? Такая ситуация при плохой сработанности и недостатке опыта может длиться долго. Позаботиться об этом лучше верхнему. Он закрепляет веревку, дюльферяет по ней до зоны слышимости, говорит все, что хочет сказать и, получив положительный ответ, поднимается к пункту страховки и начинает принимать второго. Иногда допустимо, чтобы второй начал движение первым. В этом есть, конечно, риск. Но он может быть не большим. При этом происходит следующее: второму показалось, что станция наверху уже готова. Он снимает базу и начинает двигаться вверх. Если веревку у него выбирают, значит он понял все правильно. Если не выбирают — значит его не страхуют и первый еще что-то делает. Тогда связка осталась только на промежуточных точках. Здесь есть 2 варианта — вернуться назад и восстановить базу или выйти к ближайшей точке и начать страховать через нее. Что абсолютно не допускается — это нагружать веревку своим весом, пока однозначно не получена информация о готовности страховки. Указанные действия можно предпринимать при достаточно хорошей схоженности связки и при наличии надежных промежуточных точек страховки.
Далее, в отсутствии слышимости и видимости у страхующего есть еще источник информации — страховочная веревка. По тому, как она двигается, можно сказать очень многое. При хорошей схоженности связки иногда по поведению веревки можно все понять без команд. Наблюдать за поведением веревки надо постоянно, не только когда уже ничего не слышно. Например — веревка движется равномерно и достаточно быстро — простой участок, лезется легко. Веревка остановилась — наверное, напарник делает точку. Веревка идет неровно и очень медленно — по-видимому, сложное место, надо обратить внимание на страховку — вдруг произойдет срыв. Подана резкая громкая команда, но непонятно какая — прижаться к скале (вдруг это была команда «камень») и приготовиться к рывку (вдруг команда была «держи»). И так далее. Главное в этой ситуации думать и представить себя на месте своего напарника.
По характеру удержания при срыве лидера страховка подразделяется на статическую и динамическую.
Статическая страховка При статической страховке страхующий жестко зажимает веревку. При этом падение лидера гасится за счет эластичных свойств веревки. Надо представлять, какой величины рывок может быть в результате срыва. Мы уже говорили, что рывок зависит от фактора рывка, веса напарника и жесткости веревки. Подробнее на анализе этих факторов мы остановимся ниже. Если рывок в результате срыва будет небольшим, допустимо использовать статическую страховку. Ее приходится использовать и в тех случаях, когда протравливание веревки может привести к травмированию первого в результате падения его на полку или выступы. В этих случаях более жесткий рывок, естественно, предпочтительней падению на выступ или полку. Итак, при выборе метода страховки надо исходить из следующего.
· Надежность верхней точки Если связка работает на льду — проблем нет. Если скалы — смотря какие точки страховки сделаны (а это, в свою очередь зависит от фактуры скал и от опыта альпиниста). Если снег — только динамическая страховка!
· Свойства веревки Если веревка имеет сертификат UIAA , можно использовать статическую страховку (при благоприятных других обстоятельствах).
· Фактор рывка Это отношение глубины падения к длине выданной веревки. Фактор рывка непосредственно влияет на величину рывка. При этом надо знать, на какой веревке ты ходишь. Лучше ходить на импортных. Например, как мы уже рассматривали, на веревке «Beal» можно использовать статическую страховку при факторах рывка до 1. В принципе на веревке «Beal» можно вообще не использовать динамическую страховку, но надо знать, что в худшем случае рывок на веревку будет равен 700 кг, а на верхнюю точку — 1200 кг. Выдержит ли верхняя точка? Если сомнения есть — лучше протравить, если страховка осуществляется через анкера — смысла в протравливании никакого нет, только повышается опасность удариться о выступ или полку.
· Масса сорвавшегося Стандартный рывок UIAA рассчитан для веса 80 кг. Рывок пропорционален квадратному корню из веса человека (вместе с одеждой и снаряжением). Так, если вес в два раза больше, то величина рывка будет в 1.4 раза больше. Худейте перед выездом в горы — рывок в случае срыва будет меньше.
· Крутизна рельефа и наличие полок, выступов Как мы уже отмечали, способ страховки зависит и от рельефа. Если падение не приведет к травме, можно использовать динамическую страховку. Если можно удариться или склон не крутой, нужно использовать статическую страховку.
Динамическая страховка Динамическая страховка используется для уменьшения рывка на веревку и, следовательно, на другие участки страховочной цепи. Самым слабым местом является верхняя точка страховки. Ранее используемые пеньковые веревки обрывались уже при факторе рывка К=0.25. При этом величина рывка была около 700 кг. Современные импортные веревки подразделяются на динамические и статические (их еще называют полудинамическими). Есть стандарты на один и другой тип веревок. Из российских веревок только калининградская динамическая веревка удовлетворяет тестам UIAA, остальные веревки следует считать статическими. Для статических веревок есть рекомендация не использовать их в условиях, когда фактор рывка выше 1. Допустимые усилия рывка для статических веревок возникают при факторе рывка К=0.3 (порядка 500 кг). Это соответствует следующей схеме расположения точек страховки: 3, 6, 9, 11, 13, 15, 18, 21, 25, 30, 35, 40, 47 метров от базы.
При такой схеме можно использовать статическую страховку (при этом на верхнюю точку будет приходиться нагрузка около 850 кг, а на базу — рывок 350 кг). Если точки расположены реже, нужно использовать динамическую страховку.
Как осуществляется динамическая страховка? Один из принципов динамической страховки, сформулированный еще в 30—40 годах, гласит — «the rope mast run» (веревка должна бежать).
Динамическая страховка подразделяется на мягкую и жесткую. При этом веревка протравливается с определенным усилием через тормозное устройство. Мягкая динамическая страховка — при усилии протравливания 200 кг, жесткая — 400 кг и выше. В первом случае рывок на сорвавшегося будет равен 300 кг, во втором — 600 кг. Соответственно нагрузки на верхний крюк 500 кг в первом случае и 1000 кг — во втором. Протравливать веревку легче всего через тормозные устройства.
Зависимость усилия протравливания для разных тормозных устройств



устройство

усилие захвата руками 25 кг
усилие захвата руками 50 кг

восьмерка
200 кг
300 кг

шайба Штихта с одним карабином
200 кг
250 кг

шайба Штихта с двумякарабинами
300 кг
400 кг

Grigri (Petzl)
700 кг
-



Сколько необходимо протравливать? Соотношение такое. Во сколько раз усилие протравливания больше веса человека, во столько же раз длина протравливания меньше глубины падения. Если человек весом 100 кг (вместе с одеждой и снаряжением) упал на глубину 10 м (5 м до последней точке, и столько же ниже), усилие протравливания 400 кг (усилие протравливания больше веса с в 4 раза), значит протравливать надо в 4 раза меньше — 2.5 м. Соответственно если усилие протравливания 200 кг, то протравливать нужно 5 м. Усилия, возникающие в различных участках страховочной цепи мы рассмотрим ниже.
Надо заметить, что с появлением современных веревок динамическая страховка стала использоваться реже. На скалолазных стендах и анкерных маршрутах ее уже не используют. Но в альпинизме ее надо уметь применять, а в отдельных случаях ее применение обязательно (например — на снежном склоне).
При динамической страховке нужно оставлять свободную веревку для протравливания. При протравливании веревки нужно следить не за длиной, а за величиной усилия протравливания. Запас свободной веревки для протравливания должен быть в пределах 10—100% от выданной (в зависимости от надежности точек страховки).
Страховка в горах
Срыв — описание процесса и возникающие при этом нагрузки
При срыве первого в связке он падает до точки страховки и далее на всю длину свободной веревки. При этом его потенциальная энергия переходит в кинетическую. Чем дальше он падает, тем более высокую скорость набирает. Когда свободная веревка кончается, веревка начинает растягиваться и поглощать кинетическую энергию человека. Сорвавшийся останавливается в тот момент, когда веревка поглотит всю его кинетическую энергию. В этот момент усилие в веревке достигаем максимума. Именно это усилие надо рассматривать для оценки значения рывка и воздействия его на верхнюю точку страховки и страхующего.
Кинетическая энергия гасится, также, трением в верхнем карабине и трением в тормозном устройстве.
В приложении, приведенном в конце работы, мы сделаем вывод формул, описывающей поведение альпинистской веревки при срыве первого в связке. А сейчас рассмотрим — какие силы возникают в различных элементах страховочной цепи при срыве ведущего.
На рисунке изображена верхняя точка страховки, на которой произошло задержание сорвавшегося. Кинетическая энергия сорвавшегося альпиниста поглощается упругим растяжением веревки. При этом на сорвавшегося действует сила упругости F , эта же сила воздействует на карабин верхней точки страховки в направлении срыва.
В карабине на веревку действует сила трения Fтрен , которая препятствует движению веревки. Сила трения зависит от коэффициента трения и силы давления веревки на карабин. В том же направлении, что и сила трения, действует сила F1 , которая удерживает сорвавшегося от дальнейшего падения. Удержание падающего человека возможно лишь при условии, когда F=F1+Fтрен . При этом веревка может двигаться в карабине с некоторой постоянной скоростью (вариант протравливания), либо останавливаться до момента полной остановки. Когда веревка останавливается, движение ее описывается гармоническими затухающими колебаниями (их уравнение без учета эффекта затухания приводится в приложении).
Сила трения, по оценкам фирм-производителей снаряжения, составляет около 34% от силы рывка F (т.е. это для условий новой веревки, нового карабина и при отсутствии грязи, воды и прочих факторов, увеличивающих силу трения). При этом сила F1 составляет 66% от силы F . Тогда на карабин будет воздействовать сила N=F1+F=1.66F . При наличии грязи, влаги, дефектов веревки или карабина сила трения может увеличиться, так что, реальная нагрузка на карабин (а поэтому и на точку страховки) составляет: F < N < 1.66F .
Итак, при срыве действуют следующие силы:
1. F — сила, действующая на сорвавшегося. Не более 1200 кг для динамической веревки.
2. N=F1+F — сила, действующая на точку страховки. Веревка проходит через карабин, поворачиваясь в противоположном направлении. F < N < 1.66F . Величина силы N — до 1800 кг.
3. F1 — сила, воздействующая на всю последующую страховочную цепь. При этом часть ее — это сила трения в остальных карабинах, трение веревки о выступы, скалы и т. п., трение в тормозном устройстве, через которое осуществляется страховка, трение о руки страхующего. Остальная часть силы F1 , это сила упругости в веревке. Она равна и противоположна силе, с которой веревка зажата и удерживается на страховочной базе — Fбазы . 0 < F1 < 0.66F . Величина силы F1 — до 600 кг.
4. Fбазы — рывок на страховочной базе. Воспринимается или непосредственно страхующим или самой базой. 0 < Fбазы < F1 . Величина силы Fбазы от 0 до 600 кг. При зависании на базе без промежуточных точек рывок на базу будет в пределах 1200—1800 кг в зависимости от способа страховки.
Нагрузки в веревке На веревку может воздействовать статическое или динамическое воздействие.
Статическое воздействие — воздействие постоянной силы (например — груз, подвешенный за веревку). При этом веревка растягивается и в ней возникает сила упругости, равная и направленная противоположно приложенной силе. При слабых воздействиях выполняется закон Гука — при этом сила упругости пропорциональна величине деформации веревки (область 1). F=·(L/Lo) .
Коэффициент пропорциональности  называют коэффициент жесткости веревки. При некоторых усилиях зависимость силы от деформации становится нелинейной (область 2). Наконец при увеличении силы наступает такое значение Fmax (которому соответствует Lmax , когда наступает разрыв веревки.
Область пропорциональной зависимости силы от деформации характерна тем, что при снятии внешней нагрузки веревка возвращается в точно такое же состояние, в котором она находилась до нагрузки и ее свойства не меняются (т.е. не меняется ее прочность, эластичные свойства и прочее). Веревка может многократно использоваться в таком режиме.
Нагрузки, при которых зависимость силы от удлинения становятся нелинейными, деформируют веревку таким образом, что при их снятии она не возвращается в исходное состояние, при этом в ней возникают необратимые изменения и ее свойства меняются (всегда в худшую сторону). Ее жесткость при этом увеличивается, ухудшаются эластичные свойства. Эксплуатация веревки при таких условиях приводят к преждевременному износу.
Критерием качества динамической веревки является тест UIAA. Современные динамические веревки могут выдерживать 8—20 подобных рывков. Можно сказать, что для таких веревок подобный рывок находится в области пропорциональной зависимости силы от удлинения (конечно, в пределах того количества таких рывков, которое указано фирмой-изготовителем).
Динамическое воздействие — воздействие силы, меняющейся во времени, или воздействие движущегося предмета (груза). Например — человек, падающий под действием силы тяжести. При этом он движется с ускорением g=9.8 м/сек 2и скорость его увеличивается пропорционально времени падения. Когда говорят что, зависая на веревке человек, испытывает на себе рывок, это означает, что вся кинетическая энергия человека переходит в энергию деформации веревки и на человека действует сила упругости со стороны веревки.
В приложении сделан расчет величины рывка, получено следующее выражение:

Величина рывка — максимальное значение силы упругости. Сила упругости при срыве меняется по косинусоиде (это видно из приведенного ниже уравнения, которое также получено в приложении).
Сейчас же мы проанализируем эти формулы.
При хождении в горах никто, конечно, не вычисляет, какой рывок произойдет при срыве человека. Но для правильной оценки ситуации нужно качественно ориентироваться в ситуации и представлять от чего может зависеть величина этого рывка, когда она больше и когда меньше.

Статическая страховка без учета трения Рассмотрим случай, при котором мы осуществляем статическую страховку и не учитываем трение в верхнем карабине (как если бы мы надели на карабин ролик).
, где K=(H+L)/Lo — фактор рывка.
При этом из формулы видно, что величина рывка зависит только от свойств веревки  — коэффициент жесткости веревки, от веса человека P и фактора рывка К . От того, на сколько метров человек вышел над точкой страховки, сколько точек сделал, от длины веревки и прочего рывок не зависит. Фактор рывка — это отношение глубины падения к общей длине выданной веревки. При этом сами значения глубины падения или длины веревки не влияют на рывок (то есть если глубина падения и длина веревки равны 3 метрам или они равны 30 метрам — рывок будет одинаковым). Ничего удивительного в этом нет. Действительно, при большей глубине падения в гашении рывка участвует большее количество веревки, при этом рывок оказывается одинаковым.
Величина рывка пропорциональна величинам

. Например, если фактор рывка увеличился в 2 раза, то рывок увеличился в 1.4 раза (квадратный корень из 2).
Анологично — с весом.
Минимальное значение рывка в 2 раза превышает вес ( т.е. 160 кг при весе человека 80 кг). Возникает в том случае, когда просто нагружается веревка и при этом отсутствует свободная веревка. При этом К=0 — нет свободного падения вообще, веревка начинает нагружаться сразу.
Максимальное значение фактора рывка в обычно равен К=2 . Такой рывок соответствует случаю, когда первый в связке не сделал ни одной точки. При этом он падает до страхующего и еще столько же вниз. К>2 могут возникнуть только в том случае, если страхующий после срыва первого успеет выбрать веревку. По этой причине (а также из соображений возможности потерять страховку) выбирать веревку после срыва ведущего категорически запрещается.
Влияние трения в верхней точке на величину рывка Рассмотрим влияние трения о карабин верхней точки, на которой происходит зависание сорвавшегося. Здесь f — коэффициент трения веревки в карабине. При очень большом трении (например, веревка застряла в карабине) ситуация эквивалентна случаю, когда рывок с фактором К=2 приходится на верхний карабин. Действительно, при этом f=1 ; (Lo-L1)/Lo=H/Lo=K/2 ; имея это в виду, выражение в скобках, указанное ниже, в которое входит f , обращается в величину K/2 . Это эквивалентно ситуации, когда К=2 и нет трения.
Данное выражение в уравнении отвечает за влияние сил трения в верхней точке на величину рывка. Проанализируем его. Выражение L1/Lo может принимать значения от 0 до 1. В обычной ситуации L1/Lo=(1-К/2) .
Графики зависимости F(f) и F(L1/Lo) — практически линейные. (Линейность графиков означает, что во сколько раз увеличилось трение или отношение L1/Lo , во столько раз и возрастет величина рывка). Графики приведены ниже. Имеется особенность, когда f и L1/Lo близки к 1.
Это видно на графиках. При этом величина рывка резко возрастает. Это соответствует ситуации, если при падении первого в связке резко выбрать всю веревку и трение через карабин будет высокое. При этом нагрузка придется на верхнюю точку, а на амортизацию рывка веревки, при этом, не окажется.
Графики приведены для веса 80 кг и веревке, которая при стандартном рывке UIAA имеет значение рывка 1200 кг. Такая ситуация на самом деле может присутствовать на практике и это надо иметь в виду. Например, если при одновременном движении связки происходит срыв нижнего, он может сорвать верхнего.
При одновременном падении их веревка будет двигаться в верхнем карабине. При этом первого в связке как бы затягивает в верхнюю точку и когда веревка начнет гасить его энергию падения, ее почти не останется для этой цели, рывок будет очень жестким. При таком рывке фактор рывка может оказаться гораздо выше, чем 2.
Влияние протравливания веревки на величину рывка Рассмотрим влияние протравливания веревки. При этом будем различать собственно протравливание, которое входит в понятие динамической страховки, и трение, которое возникает при движении веревки между базой и верхним карабином за счет продвижения веревки через карабины и за счет трения о неровности рельефа.
В уравнение величины рывка входит следующее выражение:

При этом участвуют две относительные величины — отношение усилия протравливания к весу человека и отношение длины протравливания к длине веревки. Как можно учитывать протравливание реально во время страховки?
Для этого выясним — как погасить рывок только протравливанием?
· Усилие протравливания
oЕсли усилие протравливания равно весу человека, в этом случае длина протравливания будет равна глубине падения человека.
oЕсли усилие протравливания больше веса человека в N раз, значит длина протравливания будет в N раз меньше, чем глубина падения. При гашении рывка только за счет протравливания сила рывка на веревку будет постоянной в течение всего периода протравливания. Этим данный прием является очень удобным и универсальным. Используя этот прием можно ходить на любой веревке (в том числе и не имеющей сертификат UIAA, даже на пеньковой веревке). Его недостаток — в сложности исполнения.
· Трение веревки о промежуточные карабины и о рельеф Этот фактор можно установить только приблизительно. Чем первому труднее выбирать веревку, тем больше такое трение. Чем больше перегибов делает веревка в карабинах, тем трение также больше. При работе в связках стараются это трение уменьшить, так как оно мешает передвижению. При этом используют оттяжки, двойную веревку и ряд других приемов. При большой величине трения рывок на верхний крюк может оказаться очень жестким (в худшем случае будет жесткий рывок с фактором рывка К=2). Итак, трение веревки действует как тормозное устройство с некоторой силой протравливания.
Динамическая страховка Динамическая страховка — довольно сложный технический прием, который позволяет при срыве партнера уменьшить рывок на веревку и на все остальные звенья страховочной цепи и обезопасить последствия падения. При этом страхующий зажимает веревку не жестко, а так, чтобы она при рывке протравилась на некоторую длину. Можно контролировать либо усилие, с которым страхующий зажимает веревку, либо длину протравливания.
Проще контролировать усилие протравливания. Длина протравливания будет такая, которая соответствует данному усилию. Так как в реальных условиях присутствуют трение веревки о карабины и о рельеф, они действуют действовать одновременно с действиями страхующего. Надо оценить насколько критично падение партнера на большую глубину падения (нет ли там полочек, выступов, о которые ваш партнер может удариться), а также длину свободной веревки. Если условия позволяют — постараться протравить веревку на достаточное расстояние. В первый момент рывка не следует зажимать веревку сильно (вдруг трение о промежуточные карабины и выступы будет велико). Затем надо плавно увеличить усилие на вашем тормозном устройстве. Если длина протравливания получается слишком большой — нужно увеличить силу. Если вы все делаете правильно, рывок будет почти незаметен для партнера и вы снизите риск вырыва верхней точки страховки. Во время страховки рекомендуется пользоваться тормозным устройством. Распространенными тормозными устройствами являются «восьмерка», «букашка» и «шайба Штихта».
На базе На базе страхующий делает страховку первому в связке. База должна выдержать рывок как вниз (если ни одной точки сделать первому не удастся или они все повылетают), так и вверх. Рывок за базу может быть как очень жестким, так и слабым. Важно, чтобы на базу не пришелся сильный рывок. Это может привести к вырыву отдельных точек страховки и даже к разрушению самой базы (и тогда все участники связки, скорее всего, погибнут, чего, естественно, нельзя допускать).Для базы делают обычно 2 точки страховки или более. Затем их блокируют между собой.
На последней промежуточной точке На верхней промежуточной точке страховки происходит задержание сорвавшегося. Этот процесс мы уже рассматривали выше. Если бы трения в карабине не было, то на верхнюю точку действовала бы сила, в 2 раза превышающая рывок на веревку. За счет силы трения на карабин будет воздействовать сила N=F1+F=1.66F . При наличии грязи, влаги, дефектов веревки или карабина сила трения может увеличиться, так что реальная нагрузка на карабин (а поэтому и на точку страховки) составляет: F < N < 1.66F . Примерно можно считать, что нагрузка за верхнюю точку в полтора раза больше рывка в веревке. Если точка вылетела, то аналогичный процесс будет происходить на следующей точке. При этом часть энергии может погаситься, а может и не погаситься (смотря как была вырвана точка страховки). Если не выдержала следующая, падение будет происходить дальше… При прохождении веревки надо делать как минимум 2—3 абсолютно надежные промежуточные точки страховки. Надежную точку страховки надо также делать перед сложным местом, а также после него (потому что на самом сложном месте хорошую точку страховки можно просто не успеть сделать).
В других промежуточных точках При срыве вся основная нагрузка приходится на верхнюю (последнюю) точку страховки. В это время на другие промежуточные точки действует небольшой рывок в направлении, перпендикулярном склону. При страховке за анкера или крючья этот момент даже можно не рассматривать, чего не скажешь для случая, когда применяют закладки. Закладки характерны тем, что они могут держать рывок только в вполне определенном направлении, которое, обычно, совпадает с направлением возможного срыва. В поперечном же направлении закладки часто не работают. Более того, часть закладок может просто вылететь при вытаскивании веревки вверх при движении первого. А это означает, что при вырыве верхней точки падать придется далеко… Как можно обезопасить данную ситуацию?


     Страница: 2 из 5
     <-- предыдущая следующая -->

Перейти на страницу:
скачать реферат | 1 2 3 4 5 

© 2007 ReferatBar.RU - Главная | Карта сайта | Справка