Säkra i lösa block

[lillajag]

Alla har vi ju lärt oss att man inte ska använda lösa block (eller träd) för säkringar, men om blocket är tillräckligt stort, så tvekar vi ju inte att göra det iallafall. Men vad är egentligen "tillräckligt" stort? Jag har inga problem att sätta kilar eller slingor runt ett block som är stort som en halv folkvagnsbuss. Men om blocket är stort som växellådan på en halv folkvagnsbuss, vad gör man då?

Storleken har ju uppenbart betydelse, men kanske tekniken hur man gör också kan ge bättre (eller sämre) resultat? Är det alltid bättre att slinga block eller finns det fall där det är bättre att använda säkringar? Om säkringar är bättre, ska man använda en kil eller kam?

Nu när det är mörkt, kallt och blött, så kanske nån är sugen på att leka med kraftvektorer igen? Den här tråden kan bli uppföljaren till http://www.utsidan.se/forum/showthread.php?t=63314 och http://www.utsidan.se/forum/showthread.php?t=70177 om nån fysikexpert, matteprofessor, eller klyftig ingenjör känner sig sugen att hjälpa till.


I bilden nedan har jag ritat de olika fall jag kunde komma på som olika möjligheter att använda lösa block och kylskåp. För att förenkla figuren, så ritade jag inte in klätterrepet och jag antog fräckt att om man faller, så faller klättraren rakt nedåt. Jag kom på tre olika "felmodeller" angivna med pilar i bilden: Antingen glider blocket av hyllan, eller så kan blocket välta/tippa eller så kan en kil (eller kam) lyfta blocket och kilen trillar ur.

Tre frågor följer:
A) Vilket sätt är bäst att använda ett löst block?
B) Går det att rangordna de olika fallen? Detta är ju bra att veta om det visar sig att sätta en kil lågt bakom ett block (fall 1(b)) är bäst, men man kan inte komma åt att sätt nåt där.
C) Om man vill uppskatta hur stor fallkraft F (tex 6kN) en metod tål, hur stort måste blocket vara? Detta kräver ju vissa antaganden, tex att densiteten av granit är 2.7kg/kubikdm och friktionskoefficienten mellan blocket och hyllan är 0.4. Om nån har bättre siffror, så kan ni ju skrika till.


Fall 1)
Om man sätter en säkring högt bakom ett block (a) så blir felmodellen att blocket tippar lite åt vänster och kilen (eller kammen) glider ur. Om man sätter säkringen lågt (b), så glider blocket istället för att tippa. En tredje felmodell är ju att slingan kapas vid hyllkanten, men det bortser vi från för tillfället. Tål fall 1a) eller 1b) större fallkraft F innan säkringen trillar ur? Vid vilken vinkel på slingan blir fall 1a) "lika" som 1b) (dvs blocket glider och tippar samtidigt)?
Denna vinkel beror förmodligen på formen (förhållandet av bredden och höjden) på blocket. Om man tänker riktigt snabbt, så kanske man tycker att (a) och (b) borde vara lika när slingan passerar genom viktmedelpunkten av blocket, men så kanske inte är fallet? Om man tänker lite mindre snabbt och antar att friktionskoefficienten är 0, så borde ju fall (a) aldrig att hända, vilket antyder att den magiska vinkeln borde vara beroende på friktionskoefficienten.

Fall 2)
Om man sätter en säkring under blocket så kommer blocket antingen att lyftas och kilen trillar ut (a) eller så kommer blocket att släpas till vänster och trilla av hyllan (b).

Fall 3)
Om den enda möjligheten man har är att slinga blocket, spelar det nån roll hur lång slinga man använder? Om man slingar blocket lågt (Fall 4d), så spelar inte längden nån roll, men om man tvingas slinga högt (blocket tippar) så kommer ju längden på slingan att ändra vinkeln på krafterna som påverkar blocket.

Fall 4)
Om man har ett gäng olika alternativ att slinga ett block, vad är bäst? Fall 4a) och 4b) (felmodellen antas vara att blocket tippar) ändrar vinkeln som påminner om skillnaden mellan fall 3a) och 3b). I fall 4c) och 4d) antas blocket glida åt vänster. Man känner ju på sig att i c) så kommer viss del av fallkraften F att omvandlas till en nedåtgående kraft som pressar blocket mot hyllan och därmed ökas friktionskraften som krävs för att flytta blocket. Därför borde det ju vara bättre ju högre man kan sätta slingan, men till slut kommer man ju så högt upp att blocket tippar som kanske kräver en mindre kraft.

Nån som kan hjälpa till och reda ut det här?

 

[Viktor Gyllenberg]

du räddade precis Mezzners lördagskväll..

 

[Mezzner]

Äsch, den kvällen är ju precis slut...
Annars hade jag sagt att en kombination av a) i tvåan och a) i fyran borde ha varit finfint!

 

[samuelm]

Den objektiva bedömning man kan genomföra själv är väl att sparka/slå till blocket och se om det rör sig. Alternativt någon motsvarighet till hopptest om man väljer att sätta en säkring. Skulle något av dessa få blocket att röra på sig skulle jag definitivt hitta något annat att säkra från.

Träd är väl inga problem att säkra från så länga de är någorlunda tjocka och har rötterna fast i jorden?

 

[achtminus]

På fråga A svarar jag "inte alls".

Annars stämmer det bra att det är en enkel sak att räkna ut hur mycket kraft som det krävs för att släpa ett block längst marken, samt hur mycket som krävs för att tippa ett block med känd geometri. Jag tvekar dock över att olika simuleringar av sådan scenarior skulle ge någon ytterliga information utöver att prova rubba olika block i olika konfigurationer med kofot eller domkraft.

För att mitt svar inte skall bli helt obrukbart bifogar jag två anekdoter.

A1. På toppen av Lilla Festvågväggen för åtta år sedan. Skulle fira av ner mot Gaukerisset etc. Ett dussintal slingor runt ett block. Min kamrat ruckade på slingorna och vred runt dem. Alla hade betydande skador och fler än hälften var helt avkapade. När vi satte ordentligt tryck mot blocket med fötterna började det vagga. Denna vaggande rörelse var förmodligen det som kapat slingorna.

A2. Canyoneering strax norr om Lake Powell i Utah. Jag, P. och parkvakten i Hite firar av från en sten som ligger i en sandbädd. Parkvakten berättar att det mycket riktigt är viktigt att kontrollera att slingan inte nötts itu av stenens rörelser i de fall vatten runnit efter slingan lämnats. Detta kontrollerade parkvakten genom att egenhändigt lyfta upp stenen från marken och konstatera att slingan var hel. Jag var lättast och fick hålla en fot ovan stenen när de andra firade, ifall firningsankaret skulle börja glida iväg. Friktion mellan rep och sten hjälper alltså en hel del vid (försiktig, mycket försiktig) nedfirning.

 

[lillajag]

På fråga A svarar jag "inte alls".

Hmm... kanske det är bättre att omformulera frågan:

Hur stort måste ett löst block vara för att anses vara ett stadigt block (dvs det flyttar inte på sig)?

Ett block på nitton kubikmeter tvekar nog ingen att sätta säkringar vid. Tretton kubik är nog ingen tvekan heller, men 3? 2? 1? 0.5? Var går gränsen mellan ett "löst" block och ett "stadigt" block?

Annars stämmer det bra att det är en enkel sak att räkna ut hur mycket kraft som det krävs för att släpa ett block längst marken, samt hur mycket som krävs för att tippa ett block med känd geometri. Jag tvekar dock över att olika simuleringar av sådan scenarior skulle ge någon ytterliga information utöver att prova rubba olika block i olika konfigurationer med kofot eller domkraft.

Men nu släpar jag vanligtvis inte med mig kofot när jag klättrar. Det vore ju lite bättre att veta ungefär hur stort block man kan 'lita' på.


Om jag försöker mig på fall 4c som visas i bilden nedan, så får jag följande:
Fk är kraften som genereras av en fallande klättrare.
Fm är kraften av blockets vikt.
Ff är friktionskraften som (förhoppningsvis) förhindrar att blocket glider.

Fm = mg (där m också är massa = volym*densitet = v*d)

Antag fräckt att friktionen i hyllkanten försummas, så att hyllkanten ser ut som ett kullager. Då får vi att den totala nedåtgående kraften som trycks på hyllan blir Fm + Fk*sin(alpha) och följaktigen blir det maximala värdet på Ff: Ffmax = u*(Fm + Fk*sin(alpha)). Den kraft som drar blocket sidledes blir Fk*cos(alpha). Blocket glider inte sidledes om Fk*cos(alpha) < Ffmax = u*(Fm + Fk*sin(alpha)). Eftersom Fm = mg = v*d*g, så följer att

v > Fk*(cos(alpha) - u*sin(alpha)) / (u*d*g)

Anta att vi riskerar ett hyfsat fall som genererar Fk = 6kN (begränsningen för en liten kil, fallfaktor ca 0.25), densiteten för sten är 2700kg/kubikmeter, u=0.4 och g=10.

För specialfallet alpha = 0 (Fall 4d i originalinlägget) får vi att:

v > Fkmax/(udg) = 6000/(0.4*2700*10) = 0.56 kubikmeter.

Dvs ett block som är 1m brett, 1m långt och 0.6m högt.

Två vinklar är av intresse:

Vid vilken vinkel blir cos(alpha) - u*sin(alpha) = 0.5, (vilket innebär att blocket kan vara hälften så stort utan att glida)

och för vilken vinkel blir cos(alpha) - u*sin(alpha) = 0, (där en tomkartong duger!).

alpha = 40grader medför att blocket kan vara hälften så stort och fortfarande inte glida.
Då alpha = 70grader så kommer blocket garanterat att inte glida oberoende av fallkraften Fk,
men då kommer vi in på fall 4b i originalinlägget där blocket kan välta istället för att glida.



Och Mezzners förslag att kombinera Fall 2a med Fall 4a är ju strålande! Ett praktisk sätt att åstadkomma något liknande visas nedan. Då mina fysikprofessuriska kvalifikationer är begränsade, så kan jag inte ens försöka lista ut hur litet blocket kan vara.

 

[lyckegard]

Alltså, även formen på blocket och friktionen på underlaget och vinklar på allt och allt spelar roll. När det gäller block som ligger ovanpå klippan brukar badkarsstorlek vara minimum, om formen är rätt vill säga och det inte ligger på en nedförsbacke.

edit: Storleken badkar kommer ifrån en huvudräkning på vad en gatsten ansågs väga av en före detta eu-demonstrant multiplicerat med ett badkars storlek för att få fram hur många kN det borde gå åt att lyfta ett block för att det ska motsvar antalet kN som är normen för ankare för höghöjdsarbete.... eller snarare vad jag hade för mig att normen låg på.

 

[millimeter]

Alltså, även formen på blocket och friktionen på underlaget och vinklar på allt och allt spelar roll. När det gäller block som ligger ovanpå klippan brukar badkarsstorlek vara minimum, om formen är rätt vill säga och det inte ligger på en nedförsbacke.

edit: Storleken badkar kommer ifrån en huvudräkning på vad en gatsten ansågs väga av en före detta eu-demonstrant multiplicerat med ett badkars storlek för att få fram hur många kN det borde gå åt att lyfta ett block för att det ska motsvar antalet kN som är normen för ankare för höghöjdsarbete.... eller snarare vad jag hade för mig att normen låg på.

Att lyfta är nog en bra utgångspunkt, men att dra, välta eller rotera kan ju i vissa fall göras med betydligt mindre kraft.

 

[Mezzner]

Hur jag än letar i formesamlingarna så hittar jag inte omräkningskoefficienten mellan gatsten och badkar!

Men om jag förstått rätt så är det samma koefficient om man räknar mellan s k smågatsten och gammalt reguljärt liggbadkar resp mellan storgatsten (typ rännsten) och hörnbadkar?

Nåja, jag brukar väl kanske inte banga för att räkna lite i onödan, men som redan påpekats så finns det ju många parametrar i praktiken som spelar in, så att jag försöker göra en bedömning på plats - helt utan miniräknare eller papper - och sen säkrar jag eller inte.

Jag minns att jag lade nåt i anslutning till ett STORT block i slutet av Via Lara en gång, Det vägde säkert så mycket så att vikten var en halv oändlighet (ett block i Ford Transit-klassen), men jag vill minnas att det låg på mindre block eller stenar, i lite utförslut, så att jag fick en bild av hur hela blocket skulle rutscha utför leden och hamna i Nisser om jag halkade. Säkert hade jag helt fel, men jag tänkte tanken...

Jag var med och rensade ett block i våras på ett klassiskt klätterberg. Det var som en väl tilltagen runsten, och såg ut att sitta rätt bra. Dock uppmärksammade en kamrat i samband med firning att blocket hade en större glipa mellan sig och väggen än tidigare. Vi närmare besiktning blev vi osäkra på vad som egentligen höll blocket kvar. Vi återvände senare för att rensa blocket eftersom vi bedömde det som en viktig åtgärd efter en del velande.
En kofot stacks ned för att känna lite på blocket, varvid detta lossnade och senare stannade i ett buskage 30 m från väggen. En enkel layback längs ena kanten av blocket hade garanterat varit tillräckligt för att riva ned blocket - och där har det gått en led i några decennier...

Kvalificerade beräkningar är svåra i såna här lägen. Jag försöker göra en bedömning och sen kommer jag fram till ett resultat som liksom är ja eller nej. Marginalen i detta underlag kan jag inte uttrycka i procent...

 

[Maurits]

Ett sidospår ...

Jag var med och rensade ett block i våras på ett klassiskt klätterberg. Det var som en väl tilltagen runsten, och såg ut att sitta rätt bra. Dock uppmärksammade en kamrat i samband med firning att blocket hade en större glipa mellan sig och väggen än tidigare. Vi närmare besiktning blev vi osäkra på vad som egentligen höll blocket kvar. Vi återvände senare för att rensa blocket eftersom vi bedömde det som en viktig åtgärd efter en del velande.
En kofot stacks ned för att känna lite på blocket, varvid detta lossnade och senare stannade i ett buskage 30 m från väggen. En enkel layback längs ena kanten av blocket hade garanterat varit tillräckligt för att riva ned blocket - och där har det gått en led i några decennier...

Men hur ska man tänka när det gäller rensning? Vi debatterar gärna huruvida det är okej att bulta - med borringreppet i klippan som viktigaste stötesten - men är det verkligen okej att saklöst rensa bort lösa block? Uppenbarligen sitter ju lösa block inte fast i klippan, men de är ju utan tvekan en del av naturen såsom den är given. Å andra sidan skulle jag själv vara väldigt tacksam om någon vänlig själ rensade bort ett block som annars nästa gång skulle hamna i huvudet på mig eller rulla vidare när jag var säkrad till det.

För att vara litet konkret: I våras traverserade jag på Örnberget, Bohuslän, förbi ett block som okulärt och på avstånd tycktes vara en bra säkringspunkt. När jag kom fram till det satt det dock så uppenbart löst att jag tvekade att ens använda det som grepp. Till råga på allt stod jag precis utanför blocket när tillståndet upptäcktes. Jag fick mest bråtom att komma bort och vidare. Efter klättringen övervägde jag att fira av och ge mig på blocket, men lät bli eftersom leden var så uppenbart sällan klättrad och att det därför inte fanns anledning att ställa till med dramat att få ner blocket som kanske kan ha vägt knappt 100 kg (dessutom ligger det hus alldeles i närheten). I efterhand har jag dock funderat på om jag ändå borde ha fått bort det? Hur ska man tänka?

 

[Mezzner]

Jag vågar vara övertygad om att det finns många som har en mer konservativ inställning än jag, liksom det finns många som har en mer radikal...

Såhär resonerade dock vi som rensade tillsammans i ovan nämnda fall:

Blocket framstod som lite osäkert enligt mina kamrater, varvid det möjligen kunde vara ett alternativ att borra och säkra fast blocket för att bl a behålla någon led i oförändrat men säkrare skick.
Det vore ett tilltag som skulle gå att göra någorlunda diskret och säkert om saker och ting ser rätt ut.
Många skulle dock mena att det här vore en styggelse, jämställbart med chipping.

I det här fallet trodde jag att det skulle vara svårt att sätta fast blocket på ett säkert sätt, att troligen redan försöket att göra detta skulle innebära att blocket föll ned tillsammans med min borrmaskin, varför det inte kändes som en framkomlig väg - oavsett det etiska.

Att låta blocket bara vara kändes inte OK, det framstod som om det kunde falla när som helst, och kanske särskilt om någon kom nerifrån och inte såg blocket i sin helhet utan försökte klättra längs det.

Det kändes som att blocket absolut skulle falla ned själv, det vara bara en fråga om när, och det handlade snarare om månader än om decennier.

Alltså tyckte vi att det var så farligt att låta detta ske spontant, så vi hjälpte då naturen på traven (medvetna om att en del tycker att naturen faktiskt klarar sig själv).

Blocket lossnade mycket lätt, och framstod som riktigt farligt. Vårt beslut kändes i efterhand oklanderligt.

Men självklart kunde det ha visat sig att blocket satt fast mer än väntat, och då kanske det hade varit en mer tveksam metod. Möjligen hade vi då kunnat ändra oss, men troligen inte, eftersom vi kanske faktiskt ändå fått blocket att bli lösare,,, och vi hade då ändå inte vetat hur lätt det ändå skulle ha kunnat falla ned i framtiden...

Jag tyckte att det vara högst motiverat att rensa, klätterberget är MYCKET etablerat, och jag hade absolut känt mig som en idiot om någon kommit till skada i ett senare skede p g a att vi inte rensat.

Blocket/flaket vägde troligen några ton men vilade egentligen inte på någonting, det hade spruckit loss från väggen, och hängde alltså mest på friktion, på mycket brant sva.

 

[lyckegard]

Hur jag än letar i formesamlingarna så hittar jag inte omräkningskoefficienten mellan gatsten och badkar!

En gatsten = 10*10*10 cm à 6 kg.
Ett badkar = 200 liter
Alltså ett stenblock = 1400 kg = 14kN ~ 1 camalot.