Glavni dio barijere protiv odrona kamenja je prstenasta mreža, proizvedena u tvornici Geobrugg, Švicarska, od čelične žice velike čvrstoće, koja je značajan faktor iznadprosječne apsorpcije energije

KATASTROFALNE ŠTETE Štete od odrona kamenja mogu biti katastrofalne, kako za privatnu imovinu, tako i za život

Kako se može optimalno iskoristiti uzorna sposobnost deformacije Rocco prstenastih mreža? Odgovor leži nadohvat ruke: povećanjem površine na koju se pri udaru raspodjeljuje energija i preko razmaka stupova, odnosno pričvrsnih točaka zadržne užadi. Radi postizanja ovog cilja, u tvrtki Geobrugg počeli su ispitivati fleksibilnije oblike ovjesa užadi. Pored čiste funkcionalnosti, na prvom su se mjestu, dakako, nalazili aspekti sigurnosti i lakoće održavanja. To je konačno dovelo do toga da su dalje razvijali kombinaciju nosive i vodeće užadi. Ovo načelo danas koriste u sustavima barijera s kapacitetom apsorpcije energije od 500 kJ do 5000 kJ.

Nosivo uže

Vodeće uže odvaja ovjes prstenaste mreže, barem djelomično – od glava stupova, sidrenih ploča, sidara, zadržne i zatezne užadi. Mreža u slučaju nužde može stoga funkcionirati preko više polja barijere. Budući da ovaj 'efekt zavjese' povećava aktivan broj prstenova u području udara za min. 40%, mreža apsorbira više energije, a djelujuće sile optimalno se raspoređuju preko susjednih polja. Drugim riječima, sidra i komponente sustava odgovarajuće se manje opterećuju. To s jedne strane smanjuje građevinske troškove, a s druge strane omogućuje primjenu kratkih sidra, a može smanjiti i broj sigurnosnih prstenova. Tako je, primjerice, kod zaštitne konstrukcije duljine 40 do 60 m za udarnu energiju do 500 kJ potrebno osam sigurnosnih prstenova.

Nova generacija

Tipske oznake RXI-050, RXI-100 i RXI-200 označavaju sustave s kapacitetima apsorpcije energije od 500, 1000 i 2000 kJ. Oni smanjuju sile preko više polja barijere i time jamče maksimalnu sigurnost i ekonomičnost. Ekonomičnost je u prvom redu rezultat konstrukcije koja je laka i za montažu i za održavanje.

Višestruki udari

Pod nadzorom Švicarskog saveznog zavoda za šume, snijeg i krajolik (WSL) iz Birmensdorfa, u rujnu 2003. trostruko je testirana jedna od barijera. Udari su izvršeni s 1 x 50% i 2 x 100% traženog kapaciteta apsorpcije energije – i to uvijek na istom mjestu iste prstenaste mreže.

Barijere s jednim poljem

Testovi rubnih polja u međuvremenu su potvrdili ono što se i očekivalo nakon višestrukog testa: funkcija i zaštitno djelovanje ostaju očuvani u punoj mjeri i kod vrlo kratkih zaštitnih konstrukcija. Pomoću RXI barijera moguće je realizirati funkcionalno punovrijedne i ispitane zaštitne konstrukcije duljine već od 10 m.

Detaljna rješenja

Prilikom razvoja sustava barijera RXI, ništa nije prepušteno slučaju – ni u funkcionalnom ni u mehaničkom pogledu. Povrh toga, sveukupne se komponente mogu brzo i jednostavno montirati – bilo ručno, dizalicom ili helikopterom.

Sidrena ploča

Bez obzira radi li se o trošnoj stijeni, betonskom temelju ili čvrstoj stijeni, sidrenu je ploču moguće brzo i jednostavno postaviti pomoću jednog, a najviše dva sidra. Kako bi se izbjegla oštećenja užadi, svi elementi za vođenje užeta na podnožju stupa su zaobljeni.

Sigurnosni prsten

Nosiva se užad bočno provodi kroz prstenasto savijene cijevi s pritisnim čahurama koje djeluju poput sigurnosnih prstenova. Sigurnosni se prstenovi kod većih događaja stežu i na taj način smanjuju preostale energije iz prstenaste mreže, ne oštećujući pritom užad. Aktiviranjem kočnica ne smanjuje se prekidno opterećenje užeta.

POSTAVLJANJE MREŽE Prstenaste mreže postavljaju se pomoću helikoptera ili dizalice s ceste

Manje je katkad više

Sustavi RXI-050, RXI-100 i RXI-200 predstavljaju više od optimiranih barijere za zaštitu od odrona kamenja RX-300 koja je certificirana za energije do 3000 kJ. Najočitija razlika je u tome što se kod ovih sustava sigurnosni prstenovi moraju montirati samo još u bočnu nosivu užad. Uz to postoji i niz konstrukcijskih detalja, koji – upravo zbog toga što su dosljedno koncipirani za odgovarajuće opterećenje – pojednostavnjuju puno toga i sa sobom donose prednosti koje sustave čine jedinstvenima:

- manje sidrene sile, pa stoga i kraća sidra, odnosno vrijeme bušenja
- lagani pojedinačni dijelovi omogućavaju jednostavnu montažu i laku zamjenu pojedinačnih komponenti
- manji broj kočnih sigurnosnih prstenova koji su integrirani samo još u bočnu nosivu užad
- velika aktivna površina prstenaste mreže s preostalom korisnom visinom od preko 60% i nakon pogodaka sa 100%-tnom energijom, bez smanjivanja učinkovitosti susjednih polja
- niži troškovi održavanja.

SIDRENA PLOČA Bez obzira radi li se o trošnoj stijeni, betonskom temelju ili čvrstoj stijeni, sidrenu je ploču moguće brzo i jednostavno postaviti

Sidro od spiralnog užeta

Što se može saviti, to se ne lomi: glava sidara je fleksibilna i stoga je neosjetljiva na udarce. Spiralno uže sastoji se od čeličnih žica čvrstoće od 1770 N/mm2. Ukratko, sidra od spiralnog užeta nadmoćnija su od uobičajenih štapnih sidara – osobito zato što su prikladna za uvođenje sila u smjerovima povlačenja, koji bez gubitka nosivosti mogu odstupati od osi bušotine do 30°.

Glava stupa

Spojni svornjaci pojednostavnjuju montažu nosive i vodeće užadi. Nosivi elementi oblikovani su tako da čuvaju uže – što se uostalom i isplati u slučaju nužde.U slučaju odrona kamenja užad u pravilu ostaje neoštećena i može se nastaviti koristiti.

Patentirana tehnologija

Zaštitno djelovanje prstenastih mreža temelji se na 50-godišnjem kontinuiranom istraživanju: u njezin su razvoj utkana saznanja s terenskih testova i u suradnji s međunarodnim ustanovama. Rezultat je uvjerljiv: zahvaljujući svom odličnom elastično-plastičnom ponašanju, prstenaste mreže znatno su nadmoćnije od konvencionalnih sustava. Razlog: same apsorbiraju energiju i time manje opterećuju usidrenja nego šesterostruke ovješene prstenaste mreže, dijagonalne mreže od užadi ili čista rješenja s mrežama od užadi.

Zašto? Zato što Rocco prstenaste mreže kinetičku energiju kod nekog događaja prvo smanjuju zbrojem deformacija svih prstenova. Pritom se uvođenje sila u mrežu, odnosno u čitav sustav, odvija ravnomjerno i bez ekstremnog opterećenja usidrenja. Osim toga, prstenasta mreža pričvršćena karikama u nekoliko se djelića sekundi skuplja iznad mjesta udara: prstenasti snopovi koncentriraju se tamo gdje su najviše potrebni.

PROMJERI I DEBLJINA Prstenovi mreža imaju promjer od 300 ili 350 mm. Oni se sastoje od čelične žice debljine od 3 mm i čvrstoće od min. 1770 N/mm2

Gradnja i montaža

Prstenaste mreže spremne za montažu isporučuju se namotane i s lako razumljivim uputama za montažu. One se na gradilištu mogu lako postaviti – čak i pomoću helikoptera ili dizalice s ceste. I to na najjednostavniji način: segmenti mreže vješaju se na nosivo uže poput zavjese.

Prstenaste mreže su fleksibilne u svakom pogledu: budući da se prstenovi mogu pomicati jedni u druge, mreža se prilagođava najrazličitijim konturama terena. Zaštitno djelovanje i funkcija ostaju očuvani čak i u slučaju kad je pri montaži potrebno izrezati dijelove mreže. Prstenovi mreža imaju promjer od 300 ili 350 mm. Oni se sastoje od čelične žice debljine od 3 mm i čvrstoće od min. 1770 N/mm2. Ovisno o planiranoj apsorpciji energije, u jednom se prstenu nalazi snop od 5 do 9 namota žice.

Deformacije prstenastih mreža

U slučaju velikog odrona kamenja energija se primarno smanjuje plastičnom deformacijom prstenastog snopa. Kočni prstenovi i nosivi dijelovi konstrukcije sustava barijere moraju apsorbirati samo eventualne preostale energije. Prstenovi se počinju plastično deformirati tek kad se prekorači apsorpcijski kapacitet mreže. Iako se tehnologija barijera za zaštitu od odrona kamenja dokazuje širom svijeta još od 1951., već punih 25 godina u Geobruggu je testiraju na terenskim ispitivanjima i ta stečena saznanja koriste za daljnji razvoj.

SMANJIVANJE ENERGIJE U slučaju velikog odrona kamenja. energija se primarno smanjuje plastičnom deformacijom prstenastog snopa

Testiranje s okomitim hicima

Kod okomitih hitaca isključen je dolazak u dodir projektila s tlom tijekom postupka usporavanja, što kod kosih hitaca može dovesti do pogrešnog rezultata. Primjena uniformnih, već gotovih projektila u slobodnom padu omogućava unaprijed točno utvrđivanje brzine i energije udara, a predviđena točka udara postiže se s visokom preciznošću. Time se osigurava mogućnost proizvoljnog reproduciranja testova pod sasvim identičnim uvjetima. Tipska ispitivanja nadzire Švicarska savezna komisija stručnjaka za lavine i odrone kamenja (EKLS), koja protokolira rezultate i predstavlja ih u vidu izvješća. Sve to naposljetku omogućava objektivnu usporedbu zaštitnog djelovanja različitih sustava barijera.

Kako se odvijaju ispitivanja

U slučaju prirodnih odrona kamenja, brzina nastalih masa u pravilu se kreće između 10 i 20 m/s, a u izuzetnim slučajevima oko 25 m/s. Odgovarajuće tome, u skladu sa smjernicama, testiranje se izvodi uz brzinu od 25 m/s (odnosno, 90 km/h) i s masama kamena za energije udara od 250 kJ do 5000 kJ.

Test

Filmski protokol dokumentira presudne djeliće sekunde. Projektil udara u mrežu brzinom od 90 km/h. Prstenasta mreža energiju smanjuje prvo elastičnom, a zatim plastičnom deformacijom. Preostala energija odvodi se u sigurnosne prstenove i tamo smanjuje u drugoj fazi – također putem deformacije. Zaštitna konstrukcija u navedenom je slučaju prošla na testu: čitav je sustav apsorbirao energiju udara od 2000 kJ a da nijedna od nosivih komponenti nije postigla svoju granicu opterećenja.

Analiza

Nakon ispitivanja, do zadnjeg se detalja analiziraju snimke vrlo brzih kamera koje tijek snimaju iz različitih perspektiva uz 250 slika po sekundi, kao i mjerni podaci koje su zabilježili brojni senzori za mjerenje sile. Analiza, naravno, pruža i konkretne podatke o eventualnim slabim točkama koje se onda ciljano mogu eliminirati.

Zaštita od korozije

Sve čelične komponente (stupove, sidrene ploče i sigurnosne prstenove) načelno se isporučuju vruće pocinčane, dok se užad i Rocco prstenovi isporučuju sa zaštitnim slojem cink/aluminija GEOBRUGG SUPERCOATING®, koji bitno poboljšava otpornost na koroziju žica užadi i prstenastih mreža: testovi usporedbe s uobičajeno pocinčanim žicama pokazuju najmanje trostruko do četverostruko dulji vijek uporabe.

TESTIRANJE Poslovna jedinica švicarske tvrtke Fatzer AG, Geobrugg, postigla je novi svjetski rekord u testiranju barijere protiv odrona kamenja. Testiran je pad 16-tonskog bloka brzinom od 90 km/h

Vrsta zaštitnog sloja

Zaštitni sloj Supercoating (poznat i kao galfan) izvodi se postupkom dvostrukog uranjanja, pri čemu žice prvo prolaze kroz kupelj cinka, a potom kroz kupelj cink/aluminija. Samo tako se može postići i osigurati najbolje moguće (eutektično) legiranje s 5% aluminija i 95% cinka. Ukratko, Supercoating kombinira prednosti cinka (aktivna zaštita, niski troškovi) i aluminija (glatka i tvrda površina, vrlo dobro prianjanje, mala brzina korozije). Glatka površina ostaje očuvana nakon napada korozije jer korozija dovodi do smanjenja sloja cinka i do stvaranja sloja aluminijevog oksida. Zadnje spomenuto dovodi do tamnosive promjene boje, što je uzrok za trajno dobru zaštitu od korozije, koja i u korozivnim okolinama (ceste, pruge, industrijska, obalna i vulkanska područja) osigurava ekonomičan vijek uporabe.
Geobrugg Supercoating dokazao je to u brojnim kratkotrajnim i dugotrajnim ispitivanjima širom svijeta. Galfan je inače pronađen prije više od 20 godina i dokazao se u najekstremnijim uvjetima u vinogradarstvu, rudarstvu, brodogradnji i mostogradnji.

Prednosti

- poboljšana zaštita od korozije i u agresivnoj okolini,
- nakon napada korozije površina ostaje glatka i time se osigurava zaštita od korozije,
- visok stupanj rentabilnosti zaštitne konstrukcije zahvaljujući najmanje trostruko do četverostruko duljem vijeku uporabe 5%-tni aluminij je optimalan.

Zahvaljujući osobitosti eutektika (smjesa vrlo malih miješanih kristala), ovaj sastav pruža optimalnu zaštitu od korozije. U slučaju više od 5% aluminija izlučuju se tzv. sekundarni beta miješani kristali, koji zbog grublje granulacije mogu dovesti do interkristalne korozije uz granice zrna od koje se strahuje. Aktivna zaštita od korozije smanjuje se s povećanjem sadržaja aluminija. Znanstvena istraživanja pokazuju da u slučaju 50% aluminija više ne postoji aktivna zaštita od korozije.

Zaključak

Koncept zaštite od korozije samo je jedan od razloga zašto se dugoročno isplati investirati u sustave Geobrugg, odnosno smanjiti troškove održavanja. Oni se smanjuju prije svega zbog sljedećeg:

- jer se kod svakodnevnih događaja energija udara smanjuje putem prstenaste mreže
- jer se kod desetljetnih događaja energija udara apsorbira uglavnom prstenastom mrežom, a tek se malim dijelom uvodi u kočne prstenove
- jer se kod stoljetnih događaja sidreni temelj štiti elastično-plastičnom deformacijom prstenaste mreže i stezanjem kočnih prstenova…
- (troškovno) povoljniji od nasipa, betonskih galerija, tunela ili premještanja ceste

Zahvaljujući svojem velikom kapacitetu apsorpcije energije i dugom vijeku uporabe, Geobrugg barijere predstavljaju sigurnu alternativu za bitno skuplje građevinske mjere. K tome, za razliku od masivnih građevinskih objekata, one se integriraju u krajolik.

Jamstvo

Odroni kamenja, klizišta, klizanje mulja i lavine prirodni su događaji i odgovarajuće su nepredvidljivi. Stoga je nemoguće znanstvenim metodama utvrditi, odnosno zajamčiti apsolutnu sigurnost za osobe i materijalne vrijednosti. Kako bi se zajamčila sigurnost kojoj se teži, zaštitne je sustave neophodno redovito i u prikladnom opsegu nadzirati i održavati.

K tome, događaji koji premašuju inženjerski proračunatu sposobnost apsorpcije sustava, neprimjenjivanje originalnih dijelova ili korozija (npr. uslijed onečišćenja okoliša ili ostalih stranih utjecaja) mogu smanjiti stupanj zaštite

Izvor: www.masmedia.hr