Реферат: Страховка в горах

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 α — 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
• Если усилие протравливания равно весу человека, в этом случае длина протравливания будет равна глубине падения человека.
• Если 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?

• Подбить закладку молотком (непопулярная мера, портит саму закладку, ее после этого, как правило, трудно вытащить, но зато очень эффективная). Использовать только в крайнем случае.
• Сильно дернуть за закладку после того, как она уже установлена (этим она заклинивается в трещине и не выскакивает при боковых нагрузках). Самый распространенный прием.
• Повесить на закладку дополнительную оттяжку или карабин. В комбинации с вышеназванным широко применяется, но приводит к дополнительному расходу снаряжения.
• Поставить еще одну закладку, которая действует в противоположном направлении. Эти точки блокируют и используют вместе. При этом повышается надежность. Недостатки — дополнительный расход снаряжения и времени на установку точки.

Воздействие на сорвавшегося
На сорвавшегося действует тот же рывок, который возникает в веревке. Некоторую амортизацию обеспечивает подвесная система и костно-мышечная система (это существенно, когда глубина падения невелика). Кроме фактора рывка существенным является то, не ударится ли упавший человек о выступы до того, как будет задержан веревкой. Большое значение имеет качество подвесной системы. Для скалолазания в последнее время используют нижнюю подвесную систему — беседку. Она делается таким образом, чтобы равномерно распределять нагрузку. При этом большая часть нагрузки распределяют на верхнюю часть бедер. По нормативам UIAA система должна выдерживать рывок не менее 1500 кг (при этом на каждую ногу приходится 750 кг). Считается, что кратковременное воздействие рывка 1200 кг не причиняет существенного вреда для человека (отсюда и норматив UIAA на веревку — не более 1200 кг) Для альпинизма применяют в основном комбинированные системы из беседки и обвязки. Это связано с тем, что падение альпиниста может происходить в более сложных условиях и с большими факторами рывка. Если падение альпиниста не вовремя стабилизируется, рывок может произойти в направлении, перпендикулярном телу (если он будет только в беседке). При этом возможны травмы позвоночника, вплоть до его перелома. Кроме того, альпинист может нести с собой рюкзак. В этом случае воздействие на позвоночник может стать еще более непредсказуемым. Применение обвязки стабилизирует падение тела. Точка приложения рывка находится при этом гораздо дальше от центра тяжести и риск получить травму позвоночника гораздо ниже. Но при этом возникает новая опасность — получить травмы (переломы) ребер. Поэтому обвязка должна быть тщательно отрегулирована. При срыве нагрузка должна приходиться частично на обвязку, но в основном на беседку.

Еще раз подчеркнем, что первый должен ввязываться в веревку с помощью узла, а не пристегиваться карабином.

Альпинистская веревка

Как выбрать альпинистскую веревку? Каким критериям она должна удовлетворять?

Выбор
Веревка в целом подразделяется на динамическую, статическую и вспомогательную. Динамические веревки применяют для страховки на маршруте при хождении с нижней страховкой. Статическая применяется для перил, при спасработах и в промышленном альпинизме. Вспомогательная веревка применяется для различных других целей, где возможные нагрузки значительно ниже по своей величине, чем в перечисленных выше случаях.
Подробнее остановимся на динамических веревках. В настоящее время применяют одинарную веревку, полуверевки (ее еще называют двойной веревкой) и двойную веревку (иначе — цвилинговая).

Как выбрать веревку при ее покупке — вопрос не очень простой. Всегда, когда выбор достаточно широк, сделать его сложно. Легче работать с одинарной веревкой. Как правило, ею пользуются более часто, чем другими типами веревок. Она же универсальнее и немного дешевле, чем цвилинговая или 2 полуверевки. На взгляд автора одинарная веревка более устойчива с точки зрения подверженности механическим повреждениям. Однако преимущества в использовании двойных веревок достаточно существенны и выбор, чаще всего, основывается на личных пристрастиях и привычках. С точки зрения безопасности в использовании разных типов веревок — можно считать, что они одинаково безопасны.

Свойства и технические характеристики современных веревок
Для веревок разработаны требования UIAA и европейские требования. Если веревка удовлетворяет им, то ее применение в альпинизме возможно. Веревка бывает динамическая и статическая. Динамическая веревка применяется для страховки первого на маршруте (для нижней страховки). Статическая веревка не применяется для нижней страховки и используется для организации перил, в спасработах или промышленном альпинизме. На статическую веревку также есть европейские нормы. Основное отличие их от динамических — статическая веревка на должна сильно растягиваться (не более 5% при грузе 150 кг).

Требования UIAA и EN892 для динамической веревки

• Сила рывка должна быть не более 12 kN при факторе рывка 2 с весом 80 кг. (55 кг для полуверевки или двойной веревки).
• Веревка должна выдерживать не менее 5 рывков с фактором рывка 2 и весом, указанным выше.
• Удлинение под грузом — не должно быть более 8% под грузом 80 кг (для полуверевки — удлинение не более 10% под грузом 80 кг).
• Гибкость при завязывании узлов — проверяется измерением диаметра веревки внутри узла при нагрузке 10 кг.
• Смещение оплетки веревки относительно сердцевины — 2 м. веревки протягивают через специальное устройство 5 раз. Смещение оплетки веревки должна быть меньше 40 мм.
  Маркировка должна указывать тип веревки (одинарная, полуверевка или двойная), изготовителя и CE-сертификат.

Требования prEN 1891 для статических веревок

• Сила рывка должна быть меньше 6 kN при факторе рывка 0.3 и весе 100 кг.
• Должна выдержать как минимум 5 рывков с фактором падения 1 и весом 100 кг, с узлом «восьмеркой».
• Удлинение, возникающее от грузов от 50 до 150 кг, не должно превышать 5%.
• Гибкость при завязывании узлов — как указано выше. Коэффициент гибкости (фактор K=диаметр веревки/диаметр веревки внутри узла) — должен быть не более 1,2.
• Смещение оплетки веревки относительно сердцевины — 2 м. веревки протягивают через специальное устройство 5 раз. Смещение оплетки веревки должна быть не более 15 мм.
• Вес оплетки веревки должен быть не больше определенной доли от общей массы веревки.
• Статическое усилие на разрыв — веревка должна выдерживать не менее 22 kN (для веревок диаметром 10 мм и более) или 18 kN (для 9 мм веревок), с узлом «восьмерка» — 15 kN.
• Маркировка — на концах веревки указывается тип веревки (A или B), диаметр, изготовитель и EN, которому веревка соответствует. Полоса в центре должна показывать тип веревки (А или В), модель, изготовителя, номер и год изготовления.

Приведем нормы UIAA для другого снаряжения, применяемого в альпинизме:

• Анкера, крючья, закладки (anchors): 25 kN
• Карабины, вдоль продольной оси (carabiner): 20 kN
• Карабины, вдоль поперечной оси (carabiner): 4 kN
• Страховочные петли (sling): 22 kN
• Система (harness): 15 kN
• Прочность ручки ледоруба 12 kN

Альпинистское снаряжение постоянно меняется по своим качествам. Применяются все более новые, дорогостоящие материалы. Приведем для примера характеристики современных веревок фирмы Beal, которая является одним из лидеров по производству альпинистских веревок. Ниже приведены свойства вспомогательных веревок и стропы, из которой изготавливают оттяжки на карабины и подвесные системы. Все веревки Beal имеют увеличенную долговечность вследствие развития достижений новых технологий.

Характеристики веревок фирмы Beal

Сравнительная таблица значений величины рывка веревок Beal

Страницы: 1, 2, 3, 4