转一篇好文章 机械式膨胀螺栓基础知识

逛山

原文与配图在 http://www.rockbeer.org/tech/TheNutsAndBolts.php
小石门挂片松动的很多，开线的兄弟们要反思+学习啊

          　　你正在与困难的动作殊死搏斗，你的前臂充血僵硬。你大汗淋漓，浑身颤抖，你检查那只位于你脚下的最后一颗膨胀螺栓以平静自己极度紧张的心情。你向你的保护者喊松绳子，你出发去抓下一个点。但……没抓到。
          　　在坠落中你等待着你破破烂烂的绳子拉紧，正像之前它曾经上百次的做出的那样。但是……它并没有拉紧——膨胀螺栓掉出来了。当你摔在平台上的时候，你想明白了也许这种你在军需剩余品商店里买到的膨胀螺栓，算上你摔伤的代价，根本就不像它低廉的价格那样合算。
          　　固定在水泥和石头中的膨胀螺栓已经有很长的历史了，攀登者都使用它们。多数攀登者认为所有的螺栓都是牢靠的，但是你使用一颗膨胀螺栓的时候你并不确切的知道你会得到什么。更坏的情况是在岩壁的锚点上打上膨胀螺栓的那个人可能也不知道他会得到什么。事实是，大多数膨胀螺栓在固定比萨饼点的招贴画（这些正是它们被设计用来做的事情）的时候要比阻碍一个领攀者坠落做的要好得多。
          　　为了将好的膨胀螺栓从那些不好的当中区别出来，我们测试了我们可以找到的每一种品牌和每一种类型的膨胀螺栓（译注：指美国市场上的膨胀螺栓产品）。我们用特制的水泥块来模仿软的和中等硬度的岩石，再把膨胀螺栓从这些水泥块中拔出，做测试，之后我们又在砂岩、大理石和花岗岩上重做这些试验以检验测试结果。在液压拉拔机吱吱嘎嘎的声音中，我们拉断了３２５颗膨胀螺栓。
          　　可是你还是不能只看看那些数据图表，就转身开始出发钻孔打钉。为了选择并且设置结实的膨胀螺栓，你必须了解你要对付的岩石的硬度，你还要明白膨胀螺栓是如何工作的。
          　　即使是这样，打钉这件事情也不一定就很适合你来做。当你开线的时候，你就要对在你之后每一个攀爬这条线路的人负责任。好的膨胀螺栓和挂片很贵，而且打钉是一件很辛苦的工作。如果你没能力完成这个任务，或如果对你来说快速随便地开条新线路比作成一项好活更重要的话，那还是把这工作留给别人干吧。（译注：感谢mh帮助我完成本句的翻译，也感谢leapfrog帮我做的一些修正。）

<h4 align="center">一块岩石和一个结实的位置</h4>


　　一颗膨胀螺栓最多只和你打入膨胀螺栓的岩石一样结实。岩石可以如钢铁般结实，也可以软到你用一根小棍就可以在它上面刻画。当岩石很硬的时候你能感觉到——你的钻头很快完蛋了，你的喜力得电池也很快耗尽了。软的岩石也很容易定义：甚至用一只手钻，你也能在不花什么力气的情况下很快打出一个大孔来。硬度在这两者之间的岩石会带来问题。
          　　你可能想到了察看膨胀螺栓生产厂商提供的，在２０００－ｐｓｉ（中等硬度）和４０００－ｐｓｉ（硬）的水泥下的膨胀螺栓的拉力（拔出力）和剪切力（垂直向下的负载，就好像一颗膨胀螺栓在一面竖直的墙上所受的力）数据的方法，来估计膨胀螺栓在不同硬度的岩石上的承载力（２０００ｐｓｉ意味着压碎一块一英寸见方的水泥块或者岩石块需要２０００磅的力）。最好的攀登用膨胀螺栓通常是那些在最低的ｐｓｉ强度下的水泥块上可以提供最大强度的。我们的图表列出了生产厂商给出的强度（为了简单起见，我们敲击了一些强度最接近５００－ｐｓｉ的水泥块），并且基于我们自己的实验，标注了膨胀螺栓是否适合用在软的、中等硬度的和坚硬的岩石上。
          　　用于建筑目的的１０００－ｐｓｉ的水泥太软了，所以膨胀螺栓生产厂商不屑于在这种材料上测试他们的产品。但是，对于我们来说，这种水泥和很多攀登区域的岩石的硬度是一样的，所以我们用我们特制的１０００－ｐｓｉ的水泥做了测试。那些水泥块可以用手指甲在上面刻画，硬度和德克萨斯州的达拉斯与奥斯丁地区的石灰岩、Cochiti

Mesa地区和新墨西哥州的Enchanted Tower的火山岩石（这些区域的岩石虽然看起来坚硬，但坚硬的外壳里面是软的内层）一样。
          　　我们的“中等硬度”的水泥块是２０００－ｐｓｉ的。我们不能用指甲在上面刻画，但这种岩石很容易用手钻打孔，它的硬度与科罗拉多州Penitente山谷和俄勒冈州Smith

Rock地区的岩石硬度相同。对于“坚硬的”岩石，我们在墓碑级的大理石、花岗岩石块和大块聚结石头上测试了膨胀螺栓。
          　　你必须小心岩石与水泥的关系。水泥在各个位置都是一样强度的，所以膨胀螺栓的测试结果都一样。相反的，岩石通常情况下一个孔与另一个孔的硬度与质量都会有所不同，这使得准确的预测放置在某一个位置的一颗膨胀螺栓的强度成为不可能。你只能把我们的测试结果与生产厂商给出的强度结果作为粗略的参考资料。你每钻一个孔都需要评测一下岩石对于你的膨胀螺栓是否足够结实。如果你不能确定你钻孔的岩石的硬度，你必须往安全的方向考虑，假定这是一种很软的岩石。

<h4 align="center">工作原理</h4>


<IMG height=173

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align=left NATURALSIZEFLAG="3">　　机械式膨胀螺栓，也就是那些要么靠膨胀，要么靠压缩来给膨胀螺栓的孔内壁施加力来抓住岩石的膨胀螺栓(图１)。压力在膨胀螺栓与岩石之间产生摩擦力；对于拔出膨胀螺栓，施加的力一定要超过摩擦力。但相比于了解膨胀螺栓是如何工作的，更重要的是了解什么时候它不能正常工作。
          　　当膨胀螺栓断掉了、拔出了或者周围的岩石碎掉了，膨胀螺栓就失效了。当承受的力大于它的剪切力的时候，膨胀螺栓就断掉了。你可以只用那些最小剪切力５０００磅的膨胀螺栓，这样就能避免膨胀螺栓断掉。你可能施加到膨胀螺栓上的最大的力大约在２６００磅左右，所以一颗５０００磅的剪切力的膨胀螺栓大约给你两倍的安全受力裕量。（对于坠落的力的详细信息参见“The

harder you fall”一文）超过两吨的折断强度看起来有点过分，但其时不是的。这个安全数值实际上只是膨胀螺栓生产厂商建议的用于保证生命的膨胀螺栓的数值的一半。
          　　如果膨胀螺栓的拔出力小于它的剪切力，它将在被折断之前拔出来。典型的拔出情况是这样的：膨胀螺栓弯曲了，压碎了它下面的岩石，没有了岩石的支撑，膨胀螺栓继续弯曲，直到掉出来。你可以使用粗一些膨胀螺栓来增加它的抓力，因为金属与岩石的接触面大了，摩擦力也增大了，而且它不象细膨胀螺栓那么容易弯曲。在软岩石和岩石表面易碎、易剥落的石头上，如果可能，使用长一些的膨胀螺栓也可以增加它的抓力，因为长的膨胀螺栓可以抓住更结实一些的内层岩石。
          　　在坚硬的岩石上，膨胀螺栓或者挂片通常在岩石剥落之前就断掉了，但是在软岩石和中等硬度的岩石上，岩石本身的破碎仍然是要考虑的。为了保持岩石的完整性，在保护站不要将两个膨胀螺栓打得过近。保持膨胀螺栓之间有至少一英尺（译注：３０厘米。）的距离，将它们打在距离夹角、裂缝、口袋点（pocket）、其它岩石薄弱的地方至少一英尺的地方。在钻孔前，用锤子敲击岩石。如果你听到空洞的声音，就不要在这里钻孔。也要仔细看看，不要将膨胀螺栓打在听起来结实，但可能会掉下来的大块石头上。最后，不要被岩石表层的坚硬外壳所蒙蔽。浸渍过的砂岩、石灰岩和一些火山岩常常在外表一层很坚硬，但里面很软。在这样的情况下，要使用那些适合软质岩石的膨胀螺栓。
          　　永远不要将你的生命寄托给单一一颗膨胀螺栓，在确保和下降站，一定要使用两颗膨胀螺栓。膨胀螺栓生产厂商每年生产几百万只膨胀螺栓，他们没有办法检测每一只膨胀螺栓的缺陷。而且毫无疑问的，有缺陷的膨胀螺栓会造成不安全——在我们的测试里，我们就发现几乎我们测试过的每个品牌的膨胀螺栓都会出现受力还没到标定的强度就断掉的例子。

<h4 align="center">长度和周长</h4>


　　你在任何时候都应该使用那种在可能的情况下最粗和最长的膨胀螺栓。当你使用电钻，或者使用手钻打下降站的膨胀螺栓的时候，你没有任何理由使用那些细的膨胀螺栓，在坚硬的岩石上，最小你也应该使用3/8英寸（译注：大约９．５毫米直径）乘2

1/2英寸（译注：大约６．３５厘米长度）的；在中等硬度的岩石上，你应该使用3/8英寸乘3 1/2英寸（译注：大约８．９厘米长）的；在软质岩石上，你应该使用1/2英寸（译注：大约１２毫米直径）乘4

1/2英寸（译注：大约１１．４３厘米长）的化学锚拴（译注：胶粘的螺栓）。

<h4 align="center">膨胀螺栓设计</h4>


　　怎样才是好的膨胀螺栓？攀登用膨胀螺栓应当强壮、耐用、容易安置、耐腐蚀、有一些容许用户错误使用的裕量，还要容易取下使你可以替换它们。没有任何一款膨胀螺栓符合所有这些条件，但不同的类型，例如套管壁虎（sleeve

bolt）、车修壁虎（wedge bolt）（译注：国内常用的是这一种，一般攀登器材商店出售的也是这一种，品牌有Petzl、Kong、Fixe等。）、压缩壁虎（compression

bolt）（译注：一般是器械攀登用的Rivit）、自钻螺栓（self-drill bolt）（译注：一般探洞用）、锤击壁虎（nail-drive

bolt）（译注：例如Petzl的Longlife系列）和化学锚拴（adhesive bolt）（译注：例如Petzl、Fixe和Ushba［钛合金］的胶粘锚拴）是现阶段你可以找到的那些好的类型。

<h4 align="center">套管式膨胀螺栓</h4>

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width=371 align=right NATURALSIZEFLAG="3">　　这种类型的膨胀螺栓需要把它们敲进钻好的孔里，再用扳手将它们上紧，使一个圆锥体挤进套管里，造成膨胀螺栓膨胀开来。套管式的膨胀螺栓在坚硬与中等硬度的岩石上是最可靠的膨胀螺栓类型之一。但你还应当留心，有两种类型的套管式膨胀螺栓：强壮而耐用的，有六角型头和内螺纹的；有外螺纹和结束螺母（end


nut）的，脆弱的套管式膨胀螺栓（参见“需要避免的膨胀螺栓”），它们在反复受力产生的张力下会断掉。
          　　有三种实心头的套管式膨胀螺栓可以用于攀岩：3/8 和1/2英寸直径的Rawl牌膨胀螺栓，１２毫米喜力得（Hilti）HSL(型号M8/20)膨胀螺栓（译注：绝对不要轻易使用国产套管式膨胀螺栓，一般国标的碳钢镀锌膨胀螺栓的强度都达不到攀岩保护冲坠的强度！！切切！）。这些膨胀螺栓都很容易放置（你只需要将它们锤入空中，再拧紧它们），也可以取下，有很强的拉拔力和剪切力，也很适合标准的3/8英寸的挂片的孔。
          　　喜力得Hilti HSL，在我们的实验里更结实一些，也是这两种品牌里比较好的一种，但它的价格是Rawl牌的膨胀螺栓的两倍。而且，HSL膨胀螺栓的尺寸是公制的，需要一只更贵一些的公制的钻头。我们给电话簿上每个钻头商店打电话，但我们发现的仅有的１２毫米的锤钻钻头还是喜力得的，售价５７美元。相比而言，一只1/2英寸的钻头只卖１２美元。
          　　在我们的实验里，１２毫米HSL膨胀螺栓和3/8与1/2英寸Rawl牌膨胀螺栓在坚硬的岩石里比不锈钢挂片强度还要大，不锈钢挂片通常在受力６０００磅的时候就断掉了。在中等硬度的岩石上，所有三种膨胀螺栓都被拔出来了（而没有断掉），平均承受力４１００磅(HSL)，３７００磅(1/2&quot;

Rawl)，３４００磅(3/8inch Rawl)。这使它们成为在这种岩石上最结实的机械式膨胀螺栓。
          　　我们也在软岩石上测试了这几种膨胀螺栓，但它们的膨胀圆锥体（比钻的孔稍大）在敲入孔里的时候切下了孔的内层岩石，导致在我们想拧紧它们的时候，它们在孔里打转。在那些你可以钻出尺寸精确的孔，并且把它们锤入并拧紧的坚硬的沙漠地带的砂岩上，1/2英寸Rawl牌膨胀螺栓和喜力得HSL膨胀螺栓的剪切力有大约２倍的拔出力那么大。
          　　喜力得HSL和Rawl牌的膨胀螺栓在坚硬的岩石和中等硬度的岩石上是结实的锚点，但它们也有一些不足。最大的问题是它们要求完美的清除钻孔中那些阻碍圆锥体膨胀，阻碍你把它们上紧的石屑。当你安置这种类型的膨胀螺栓的时候，记得用一个吹子（一小段3/8英寸直径的水管就很好用）和一个试管刷子来清理钻孔，也要记得用比较新的钻头，磨损的钻头使钻的孔直径略小，因而在你锤入它们的时候会感到困难。如果膨胀螺栓旋转了，在挂片中扣入一只块挂，在你一边上紧膨胀螺栓的时候一边向外拔。如果这也不行，你就需要拔出膨胀螺栓了，而且由于旋转的膨胀螺栓无法拧松，你只能把它们钻出来。可以用混合聚酯，例如Bondo，来修补岩石上的膨胀螺栓伤疤和碎石头。
          　　喜力得、Rawl和所有其他膨胀螺栓生产商都推荐在拧紧它们的膨胀螺栓的时候用指定的扭力。你好象不太可能带一只扭力扳手上岩壁，所以你可以预先先在一块大石头上安装几颗膨胀螺栓，之后用一把扭力扳手感受一下正确的扭力，找找感觉。在岩壁上，膨胀螺栓应当被缓和地拧紧，但也不要太紧。如果你拧紧的时候用力过度，你很可能将螺栓头拧下来，或者更遭，将它拧得濒临掉下来。喜力得HSL和Rawl牌的膨胀螺栓可能随着时间的推移慢慢松脱。如果这种情况发生了，简单地把它们再拧紧就是了。

<h4 align="center">车修壁虎 </h4>

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align=left NATURALSIZEFLAG="3"> 　　车修壁虎（译注：这个古怪的名字是中国工业上对这种膨胀螺栓的称呼）有一个锥形的底端和一个膨胀片（图３）。与上面讨论的Rawl牌膨胀螺栓不同，3/8英寸的车修壁虎（1/4英寸的实在太脆弱了）是最常用于攀登锚点的膨胀螺栓。它们的简单性使它们易于安装，并且价格不贵（通常每只４０到７５美分）。而且，它们还有一个好处是你可以只用一只手安装它们——在这一点上它们比喜力得HSL与Rawl牌膨胀螺栓有优势，而那些都需要在开始向钻孔中安装的时候用两只手，这是一个稍微困难点的过程。
          　　在坚硬的岩石上修补车修壁虎是困难的，但安装只需要简单的钻一个比车修壁虎的长度稍微深一点的孔（你也不能钻孔钻得太深了），把孔中的石屑吹干净，把它们锤入孔中，再拧紧就可以了。拧紧它们的时候会把它们从孔中略微拔出，此时圆锥体推挤膨胀片，就在孔的后部产生磨擦抓力。如果你没有把它们拧的足够紧，也没有问题：当它们承受拉力的时候，这种“自紧”的膨胀螺栓会把它们自己上紧。
          　　购买车修壁虎不是件容易的事情。我们测试了７种不同品牌的，发现有些在坚硬的花岗岩上可以承受多达４０００磅的力，而其他一些很弱或者质量不佳，在受力１５００磅的时候就断掉了。这些问题综合起来，每一只车修壁虎看起来都差不多。如果你使用车修壁虎，相信你拿到的东西的唯一办法是只买那些装在封好的盒子或者包装里的。要避免那些没有完整包装的，那些可能被标错了标签或者压根没有标签的。
          　　最强壮最值得信赖的车修壁虎是，以可靠性降序排列，Petzl , Hilti, Ramset/Red Head (也称为Phillips),

Rawl, 和WedgeIt品牌的。在坚硬的岩石上，Petzl品牌的远远超过其他品牌的，可以提供超过Petzl的Coeur的挂片的强度。在１５００磅力下就断掉的最烂的车修壁虎是USE,

Star品牌的，和其他一些“通用”品牌的。
          　　由于它们外在的螺纹使它们容易工作疲劳，车修壁虎不如实心头套管膨胀螺栓那样值得信赖。由于这些原因，如果你一定要使用车修壁虎，考虑使用1/2英寸直径的，这些也可以配套Petzl的1/2英寸的Coeur挂片，而且它们比3/8英寸直径的要有弹性得多。
          　　当心那些在拧紧时拔出孔超过1/2英寸的车修壁虎(通常在软岩石上发生)；膨胀片可能很危险的已经滑到螺栓的底端了。你无法拆下一只已经安装了的车修壁虎，但如果你钻的孔比螺栓的长度略长的时候，你可以把它敲进孔去，然后修补这个孔。

<h4 align="center">压缩钉</h4>

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align=right NATURALSIZEFLAG="3">　　这种钉也被混淆的称为“膨胀钉”。这种钉比钻出的孔要大，需要费力的敲进孔去，在它们进孔的时候孔壁压缩它们。这种钉试图“弹回”它们原来的尺寸，因而产生摩擦力，这样在坚硬的岩石上就可以产生很大的拔出力。但膨胀力也会使岩石产生裂缝或者盘状破碎，而且随着时间的推移，钉自己也会由于金属疲劳而产生裂纹。
          　　这种Rawl Drive（译注：品牌）(图4)是我们在市场找到的唯一一种压缩钉，虽然Rawl也出品看起来很类似的，但比较弱，称为“Spike”的钉。在充电电锤被广泛使用之前，Rawl

Drive在领攀和大岩壁攀登领域被选择为一种可以快速安装的，相对坚固的钉。
          　　Rawl已经停止生产5/16英寸直径的Rawl Drive了，这种钉是在坚硬的岩石上领攀并用手钻打孔时用的最好的钉。但他们还继续生产1/4和3/8英寸直径的这种钉。1/4英寸的Rawl

Drive钉即使在全新的状况下打在坚硬的岩石上也太弱了，不可信任。在软一些的岩石或者经过了一些年的风化，这种钉的强度会下降到几乎只能承受体重。如果你安装了一颗1/4英寸Rawl

Drive钉，你一定要在别人攀登你的危险的路线之前赶回去替换掉它。
          　　3/8英寸乘2英寸的Rawl Drive由于可以在任何方向承受５０００磅力，也不需要扳手，只要打一个浅一些的孔，这样比长一些的套管式膨胀螺栓节省了钻孔时间，在坚硬的岩石上用手钻打钉时是可以接受的。但是，如果你使用电钻，你就没有理由使用Rawl

Drive了：这种钉容易造成岩石盘状破裂，随着时间的推移会金属疲劳，很容易锈蚀，而且比实心头套管式膨胀螺栓可靠性差。而且，在软岩石和中等硬度的岩石，不要使用这种钉，在我们的实验里只要花５００到１０００磅力Rawl

Drive钉就被拔出来了。
          　　3/8英寸Rawl Drive有两种型号：圆头和六角头。圆头的型号比有外螺纹的六角头的型号更可靠，因为六角头的会从螺纹处裂开。圆头的不利之处是它们只能配合1/2英寸的Petzl挂片使用，而且它们不可拆卸。（你也不能拆卸六角头的Rawl

Drive钉，但如果你钻的孔足够深，你可以取下螺母和挂片，然后把它们砸进孔去。）

<h4 align="center">锤击壁虎</h4>

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width=351 align=left NATURALSIZEFLAG="3"> 　　锤击壁虎，例如Petzl Long Life (图 5)，当你敲击穿过螺栓中部的钉子的时候膨胀，它会在孔的后部膨胀起来。
          　　如果依据我们的偏爱，我们会让每个人在坚硬的岩石上使用Petzl Long Life。Long Life有1/2英寸的和１２毫米的两种规格，都比Petzl的Coeur挂片强度大，它们在剪切力６０００磅的时候，在拉拔力４０００磅的时候才会断掉。它们除了具有力大无比的强度，还非常易于安装，也防止破坏，所以你不必担心无聊的人偷走挂片。又因为挂片和膨胀拴都是不锈钢的，它们非常的耐腐蚀。但很不幸，虽然Long

Life有这么多优势，你们也不太可能在每一个钉上都使用它，它的价格太贵了，包括挂片每个９美元。
          　　Long Life在坚硬的岩石上表现很好，但在中等硬度的岩石上就不怎么样了，在受力不到２０００磅的情况下就失效了。而且，不要将Long

Life与所有其他的美国品牌的膨胀拴混淆，后者看起来很象Long Life，但在很多五金商店里只要四分之一的价格就可以买到。你可以从颜色上区别它们：Petzl的膨胀拴是银色的；其他的是金色的。
          　　3/8英寸的所有美国品牌的膨胀拴在我们的液压拉拔机下不到１０００磅就被剪断了。甚至看起来粗大的1/2英寸的标称３６２０磅的拉拔力的那些，在２２００磅力下就断了，这么大个的膨胀拴表现却很差劲。更不要去考虑1/4英寸的了，在我们的实验中，不到４００磅的力就使它折断了。

<h4 align="center">打孔角锥</h4>

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width=232 align=left naturalsizeflag="3"> 　　我们很惊奇于在坚硬的沙漠砂岩上，打孔角锥有很大的剪切力。将锥孔向下，钻孔角度也略略向下安装的打孔角锥，在岩石足够坚硬，打孔角锥的钢片不会压进岩石的情况下，它平均可以承受３５００磅的力。（锥孔向上安装的时候，它们可以承受的力要小１０００磅）
          　　但是打孔角锥也不是万金油，在直接拉拔的情况下，它们极端危险。在我们测试它的剪切力的岩石上，有１０只角锥平均只用１１００磅的力就拔出来了，所以在你做确保或者下降的时候，要保证不要拉拔它们。而且，随着时间的推移，打孔角锥慢慢松脱，经常在沙漠地区攀岩的人都有这方面的经验。将你的体重移到打孔角锥上之前，要测试它，即使它们看起来很结实，也不要拿你的生命作赌注。
          　　最后，除了化学锚拴，这些都不适合在软岩石上领攀的时候做安全的锚点。你所能做的最好的事是在可以拧紧的情况下使用大个的套管式膨胀螺栓，如果拧不紧，你可以用大个的车修壁虎。

<h4 align="center">化学锚拴</h4>


　　化学锚拴在分子级与岩石紧紧粘在一起，在任何锚点都达到最大的拔出力。这种锚拴在很多方面都比机械式膨胀螺栓表现好。最重要的，在软岩石和中等硬度的岩石上它们非常可靠。如果想了解在中等硬度的岩石上化学锚拴的表现如何，请看这篇文章的第二部分《化学锚拴》。

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<h3>Adhesive Bolts<br>
                化学锚拴 </h3>

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</H2>

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<h4>Sticky Business<br>
              粘糊糊的买卖 <br>

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by Duane Raleigh </h4>

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　　你终于恢复健康了，从那次你的脆弱的膨胀螺栓失效摔伤在平台上。你的事故由于最近一期的《Climbing》杂志将它作为不小心乱打钉的典型案例而使你出名，从Pig

Rock到Kaymoor，到处的人们都在嘲笑你。你渴望重新恢复你的名誉，你一直在寻找一块新的峭壁。你也确实也找到了。线路一直在有仰角的岩壁上，而且离公路很近，只要走几分钟。“你的”岩壁有成为一块出色的竞技攀登的岩壁的所有潜质。
          　　只有一个问题：石头有点软。
            
          　　“没什么大不了的，”你说“我已经有化学锚拴了。”<IMG height=183

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align=right NATURALSIZEFLAG="3">
            
          　　但什么是化学锚拴？它们安全吗？


　　也许你已经猜到了，化学锚拴就是用胶粘在石头孔里的锚拴。也许你又猜到了，不是所有的胶和所有的锚拴都可以这么用的——如果用错了，你很可能又要去柱拐杖了。为了检测什么样的化学锚拴是可以用在攀登上的，我们找到了一大批所有我们可以找到的各种类型的化学锚拴，然后把它们从特制的水泥块中拔出来，就像我们在本文的第一部分测试机械式膨胀螺栓那样。下面就是我们的发现。
          　　化学锚拴之所以能工作是因为和锚拴一起使用的胶渗入岩石然后形成一种化合物。使用了正确的胶，这种分子间的连接力可以和石头本身一样结实，这意味着想要拔出来一只锚拴要把岩壁上的岩石也拉下一大块来。更好的是，胶还会加强松动的岩层和有裂纹的岩石，这比机械式膨胀螺栓是一大优势。而且化学锚拴也可以用得更久一些。机械式膨胀螺栓在反复受力和温度的变化下会渐渐松脱，变得脆弱。但基于紧固件厂商Emhart/molly的测试结果，使用了２０年的化学锚拴象新的一样坚固。因为胶完全密封了钻孔，锚拴的成分在实际使用中也不会受到影响。

<img height=223

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align=left naturalsizeflag="3">　　化学锚拴也有它内在的问题，这使得大多数攀登者在坚硬的岩石与中等硬度的岩石上不使用它，而此时机械式膨胀螺栓却可以工作的很好。化学锚拴的最大问题是它们价格昂贵：最便宜的也要６美元一只锚拴、胶和挂片，有些要这个价格的两倍，这也使人望而却步。即使你有很多钱，化学锚拴也难于安装，要求有一只电钻，还要花一整天时间来使它达到最大强度，这使得你在领攀的时候安装它们成为不可能。然而在软岩石上，化学锚拴的高强度和高可靠性远远超出了它的不足。
          　　(注意：我们测试的胶粘系统是专门为重负载的锚拴而设计的。不要试验你可以在五金商店买到的各种各样的由两种成分组成的粘合剂，这些东西看起来和这篇文章中提到的一样，但它们之间其实区别很大，这些东西是用于轻负载的情况下，例如粘接咖啡杯子，它们是不能承载攀登坠落的负荷的。)

<h4 align="center">胶</h4>


　　有两种类型的胶粘系统：唧筒式的和胶囊式的。唧筒式的用一个防泄漏的枪，象牙膏一样分装。为了使用这种胶，你钻一个孔，在孔中注满一半的胶，使一滴胶顺着螺杆流进去，然后旋入螺栓。

<h4 align="center">唧筒式胶</h4>


　　象所有粘螺栓的胶一样，唧筒式的胶由两部分组成：一部分是实际的胶，一部分是硬化剂。它们分开的时候，这两种成分都象粘稠的树液，但把它们混合起来，随之而来的化学反应就将它们变成强力的胶粘剂。
          　　最烂的唧筒式胶是Rawl Chem-Fast，这种破玩意要求你同时混合所有的成分(最小的唧筒装有足够８只1/2英寸的螺栓使用的胶)。混合之后的胶在仅仅几分钟之后就开始硬化，因此除非你可以以光速安装螺栓，你浪费的胶绝对会比你使用的胶还多。
          　　喜力得Hilti C-100和Ramset/Red Head Epcon Ceramic 6唧筒式胶更实用一些。这两种都用特制的分离的管口，当你使用的时候，使胶在唧筒外面混合，这样就避免了极大的浪费。
          　　当用于在中等硬度的岩石和坚硬岩石上粘合喜力得Hilti 1/2英寸乘5英寸全螺纹螺栓的时候，所有的胶粘剂都比所有的挂片强度更大。Ceramic

6比C-100的拔出力更大。但在我们的软岩石（１０００－ｐｓｉ的水泥块）实验里，这两种胶在大约４０００磅的拔出力的时候都失效了，因为岩石先完蛋了。
          　　C-100与Ceramic 6的不利之处在于它们要求特殊的防泄漏唧筒，这使你可以保证避免你和你的装备粘上胶，否则胶不可避免地会从配药器里滴出来。而且你还要注定损失够粘几只螺栓的胶，而且每一管还会破坏几只喷嘴，因为总有一些胶会在你把它们注射入孔之前在喷嘴处硬化。(你可以预先钻好所有的孔，然后一次安装完螺栓，以减少损失。)
          　　不要在潮湿的岩石上使用C-100——一些胶会与水分子而非岩石相结合，这减小了锚点的结实程度。相反，Ceramic 6胶与胶囊式的胶（后面讨论），根据厂商的说法，被潮湿的影响很小。如果你在攀登潮湿的石灰岩和砂岩的时候，突然掰断过点，你就知道这种岩石在潮湿的时候是多么的脆弱了，这种情况也会使螺栓的强度变小。<IMG height=140

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align=right NATURALSIZEFLAG="3">
          　　Ceramic 6与C-100胶的价格差不多：大约每只1/2英寸的螺栓花费２美元。我们更喜欢C-100，因为我们讨厌Ceramic

6的气味，这些讨厌的气味会在手上停留好几天。有利于Ceramic 6的是，Ramset/Red Head说他们的产品可以摆放在货架上更长时间，而且在有尘土的孔里粘接力也更好，因此你也更不可能制造一个质量低劣的锚点。两种胶都有他们的优点和缺点，但是防泄漏唧筒让我们的选择变得容易。Ramset/

Red Head低劣的塑料唧筒会粘在一块，会裂，而且在工作了６支螺栓之后就完蛋了。喜力得的结实的金属唧筒从不坏掉，即使在它们被流出的胶粘在一起，需要清理的时候。

<h4 align="center">胶囊式胶</h4>


　　象唧筒式的胶一样，胶囊式的胶也是由两部分组成的，当你需要粘东西的时候把它们混合到一起。不同于唧筒式的胶，胶囊式的胶将胶和硬化剂封装在一个玻璃瓶里，你把小瓶放入钻好的孔里，就像一个药拴一样。(在有仰角的岩壁上用一小片胶布裹住小瓶的尾部以防止它掉出来。)
            把螺栓强力推挤进孔去，旋转它以挤碎小瓶，混合胶的两种成分。
          　　对于攀登来说，我们发现我们测试的两种胶，喜力得Hilti HEA和Rawl Chem-Stud，相比于唧筒式的都有很多优点。首先，用它们可以作出更结实的锚点。另外，每一只螺栓的胶都齐全了，因此不会产生浪费，不会弄得乱哄哄的，而且你可以在你的闲暇时间钻孔和安装锚拴。

<IMG height=115

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align=left NATURALSIZEFLAG="3">　　胶囊式胶的不利之处在于，你需要有一只电钻来把螺栓旋进去，以保证胶与硬化剂充分混合。对于一只有螺纹的螺栓，这不是一件很难的事情，因为你可以买一个特制的附属卡盘将你的喜力得或者博世锤钻转换成一种安装工具。但是你不能使用电钻这样安装吊环螺栓，例如Petzl的Ring。你必须把吊环螺栓敲进胶囊里，然后手工旋转（大约旋转２５次）螺栓来混合胶——这是一种喜力得和博世都警告反对的实践。甚至，胶囊式胶的、手工安装的吊环螺栓在我们的实验里证明比用电钻旋进去的有螺纹螺栓要弱一些。我们测试的有螺纹螺栓大约有吊环螺栓螺杆长度的两倍长，这个事实当然对于强度的区别是有作用的。

<h4 align="center">螺栓</h4>


　　用于化学锚拴的螺栓你有两种选择：有螺纹螺栓和吊环螺栓。对于软岩石，这似乎是你使用化学锚拴的唯一的地方，有螺纹螺栓要结实一些，因为它们更长的长度使它们与岩石的接触面积更大一些。在中等硬度的岩石和坚硬的岩石上，这两种都可以满足要求，对于大多数攀登者来说，价格就成为了决定性因素。

<h4 align="center">有螺纹螺栓</h4>
          　　你可以从喜力得Hilti, Rawl, 和Ramset/Red HeadYou买到1/2英寸和3/8英寸的有螺纹螺栓。通常，它们的长度是5

1/2英寸，但也可能更长。如果螺栓的长度大于你的钻头的长度，你可以把它们截短一些，好让露出岩石外面的部分不是太长。你不必为螺母旋进去那一端的螺纹被破坏掉而担心，你只要从进入孔中的那一端截掉就可以了。如果你使用胶囊式胶，你需要把截断那一端打磨尖，这样它就可以轻松的把玻璃小瓶切碎，保证胶的充分混合。
          　　不要在软岩石上使用3/8英寸的螺栓，细直径的螺栓不能在螺栓与岩石之间提供足够的胶粘面积。(在坚硬岩石上，3/8英寸的Rawl螺栓和喜力得HSL螺栓很结实，而且比3/8英寸的专用化学锚拴便宜，专用的化学锚拴由于外面有螺纹也会金属疲劳。)如果岩石没有问题，1/2英寸的有螺纹螺栓(要打9/16英寸的孔)是你的最好选择。
          　　你可以买到３种材料的1/2英寸的有螺纹螺栓：普通碳钢，高强度钢和不锈钢。在干燥的地区，普通碳钢和高强度钢的就很好。不锈钢的适合有腐蚀的环境，例如海边的岩壁，或者湿地，或者工业区（酸雨），但要昂贵得多。
            


　　唯一可以和1/2英寸有螺纹螺栓配套使用的挂片是Petzl的Coeur P38150。其他挂片，例如Metolius SS.和Petzl

P34050，都可以把孔钻大一些以配套1/2英寸的螺栓，但这是一件费力气的活，而且有潜在的危险弄坏挂片。

<h4 align="center">吊环螺栓</h4>


　　这种玩意可以让你直接把绳子穿过它们下降，而不用留扁带或者小锁。这种特性就使它们很划得来，特别是在确保／下降站。吊环螺栓的另一个优点是，因为它们是用一块钢材制造出来的，它们不象有螺纹螺栓加挂片那样容易受电化学腐蚀的影响。
          　　不锈钢的Petzl Collinox和镀锌钢Ring是我们测试过两种的攀登用吊环螺栓。DMM与Trango都有类似的产品，但它们都不包括在这篇文章里。
          　　我们测试的Petzl的吊环螺栓长度太短了，在软岩石上不值得信赖——它们只有2 1/2英寸长的螺杆(大多数1/2英寸的有螺纹螺栓有5英寸长的螺杆)。在那些我们不太可能使用化学锚拴的中等硬度和坚硬的岩石上，两种Petzl化学锚拴都很牢固，但是你在安装它们的时候还得特别小心，因为它们的长度太短了，你没有安装失误的空间。
          　　Collinox不那么夸张的外形比丑陋的Ring更讨人喜欢。它们的强度令你无法弄断，而且它们的拔出力取决于你所使用的胶。在我们的测试里，Collinox和Ring在软岩石上的拔出力只有1/2英寸的有螺纹螺栓的一半，所有这几种螺栓都是用Petzl推荐的唧筒式胶固定的。
          　　Petzl的Ring和Collinox都是公制的，但是你可以使用便宜点的，也更好找的英制的钻头来钻孔（译注：这里是美国的情况，中国满街都是公制的钻头，英制的倒贵而难找。）。Petzl推荐用15/32英寸的钻头代替12mm的公制钻头钻Collinox用的孔，用11/16英寸的钻头代替16mm的公制钻头钻Ring的孔。(注意：用于化学锚拴的螺栓是仅有的可以用英制钻头代替标准的公制钻头的螺栓。当你使用机械式膨胀螺栓的时候，你只能用厂家指定的公制钻头配合你的公制膨胀螺栓。)
          　　作为Petzl吊环螺栓的一个替代，你可以用你自己从螺栓专营店买的有螺纹的，锻造的吊环螺栓。我们测试的工业用的吊环螺栓是1/2乘3

1/4英寸的。我们买的吊环螺栓是镀锌钢的，但是也有不锈钢的，价格大约是镀锌钢的两倍。这些吊环螺栓也是用唧筒式胶固定的，在软岩石上比Petzl的还结实一些，但由于它们也很短，它们还是不如有螺纹螺栓的拔出力大。
          　　如果你用工业用吊环螺栓，一定要小心，要买锻造的，而不是浇铸的那种，那种要弱很多，还要检查厂商给出的强度，通常厂商给出的强度只有断裂强度的四分之一。我们的吊环螺栓给出的数据是２５００磅工作负荷，这意味着１００００磅的最大负荷。为了安全起见，至少要买这么大强度的吊环螺栓。不要卖焊接（welded）的和非焊接（unwelded）的吊环螺栓。你永远也不知道焊得有多好，非焊接的在体重的拉力下就会被拉直了。只用那些螺纹至少有螺杆一般长度的、锻造的吊环螺栓，光滑的螺杆没法让胶粘住。

          　　半英寸的锻造吊环螺栓要求用9/16英寸直径的孔。为了让环微微陷入岩石，在孔的外面钻两个垂直对齐的凹槽。

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<H3>

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<h3>Adhesive-anchor setting recommendations<br>
                化学锚拴安装建议 </h3>

<h4>by Duane Raleigh </h4>


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</H3>
            
          　　无论你使用什么胶粘系统，你都需要严格按照安装建议来安装，以保证胶与岩石紧密粘连。
          　　1. 严格按照生产厂商给定的直径钻孔。(用化学锚拴的时候，你钻的孔总是比螺栓要大一点点。)如果你钻的孔太小了或者太大了，你将会弄得孔里要么太少，要么太多胶。这两种情况都会使锚点变弱。
          　　2. 彻底的清理孔。胶粘住那些它先接触到的任何东西。如果有灰尘或者水，那你就遇到麻烦了。先用一个气吹子吹出孔里的灰尘，再用专用的尼龙刷子探测一下。不要用钢丝刷子，它会抛光孔的内壁(胶在光滑的表面上也粘不牢)。最后，再用吹子吹干净；如果还有灰尘出来，继续清理。
          　　3. 当用唧筒式胶的时候，要让胶在孔里半满，从螺栓杆上流下一滴胶，然后用手把螺杆旋入。当螺杆旋入的时候，一些胶会溢出来——如果没有，你放入孔里的胶太少了，你应当把螺杆拔出来，再加一点胶。
          　　4. 当用胶囊式的胶的时候，把你的有螺纹螺栓用电锤打进去的时候，电锤一定要在锤钻模式。你不能用手把有螺纹螺栓拧进去，用手拧进去没法使胶与硬化剂充分混合。用锤子把吊环螺栓敲进孔去，然后至少要用手拧２５次——胡乱拧一两圈也没法充分混合胶的两种成分。
          　　5. 当你激活了胶的时候，把锚拴尽快放入，然后静静等待。在它变干的前８小时不要摇动它——在这时骚扰锚拴会破坏胶的粘连。
          　　6. 在给锚拴加上负荷之前，让胶至少干２４小时。在我们的测试里，干后一天的锚拴至少有只干８小时的锚拴的强度的两倍大。
          　　7. 胶，特别是唧筒式的胶，只能在货架上放不长的时间。在使用任何胶之前一定要检查它的过期时间，如果唧筒里的胶不流动了，就不要用了。
          　　8. 只用那些生产厂商提供的，用于你正在用的化学锚拴系统的有螺纹螺栓——五金店里买的那些看起来类似的螺栓强度要弱很多。特别重要的是：不要用钝头的有螺纹螺栓来混合胶囊式的胶，一定要用一只尖头的有螺纹螺栓。（但可以用尖头的有螺纹螺栓来配合唧筒式胶使用。）
          　　9. 对齐吊环螺栓，让环方向垂直。水平放置的环使快挂脱开（unclip）事故的可能性增大，而且会使螺栓的剪切力减小。

<h3 align="center">用胶粘机械式膨胀螺栓</h3>
          　　我们在这篇文章的第一部分建议大家不要使用有外螺纹的套管式膨胀螺栓。然而，喜力得1/2英寸套管式螺栓(你不能用HSL和Rawl

Bolt与胶一起用，因为这会阻碍它们的螺纹)与喜力得C-100胶联合使用，在很多软质的流纹岩攀岩地区，例如新墨西哥州，是很常见的。
          　　为了测试这种配置，我们搞了５支1/2英寸喜力得套管式膨胀螺栓在我们最软的水泥块上，然后也搞了同样数量的灌上半孔C-100胶的。一天之后，在胶充分干固了之后，我们拔下这１０只锚拴，发现胶粘过的要用大约３０００磅的力，而没有用胶粘过的只用大约１８００磅的力。
          　　虽然这种临时应急的系统看起来不错，你最好还是用真正的胶粘螺栓，它有胶粘的喜力得套管式膨胀螺栓强度的大约２倍。而且，如果你让胶稍稍变硬（这可能在几分钟内就发生了），或者用胶把螺纹弄坏了，那膨胀套管就不工作了，你得到的就是一只比不用胶的还要脆弱的锚拴。
          　　如果你坚持这种冒险的方法，一定要用喜力得C-100胶（其他胶不如这种粘螺栓粘的这么好）配合喜力得1/2英寸套管式膨胀螺栓，这是我们发现的唯一一种套管切口足够大，可以让胶粘住里面的螺栓的套管式膨胀螺栓。(强调，不要用胶粘Rawl

Bolt或者喜力得HSL或者其他非专用胶粘螺栓——包括车修壁虎，胶会阻止这些膨胀螺栓膨胀，从而导致在低于通常负载的情况下失效。)

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<h3 align="center">Dangerous Bolts - Bolts to Avoid<br>
            危险的螺栓——要避免使用的螺栓 </h3>

<h4 align="center"> <SPAN class=credit>by Duane Raleigh</SPAN></h4>

<h4 align="center">外螺纹套管式螺栓（Externally threaded sleeve bolts）</h4>


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src="TheNutsAndBoltsImages/bad_bolt_composite.gif"

width=204 align=right>　　你几乎可以在所有的五金商店里找到外螺纹套管式螺栓。这种螺栓安装起来和喜力得HSL和Rawl牌的套管式螺栓一样，价钱也差不多，但强度只有一半，因为它们的螺栓螺纹使接触挂片的有效直径减小了，这样它们的折弯力就变小了，因而也更容易被剪切掉。

<h4 align="center">扭矩螺栓(Torque bolts)</h4>


　　我们找不到任何可靠的扭矩螺栓，虽然有一些攀登者使用它们，USE Diamond厂商也发誓说它的Taper Bolt是可靠的。它们可能是结实的，但通常情况下它们都不结实。安装一只扭矩螺栓的时候，你向孔里锤入螺栓，再把它向下扭，扩张螺栓后部的一个膨胀帽来产生摩擦抓力。听起来相当不错，USE

Diamond吹捧这种膨胀螺栓是最坚固的，但问题是这种膨胀螺栓没有任何可以允许用户使用错误的裕量。把这种膨胀螺栓拧太紧了，你就会剥掉膨胀帽，这样它就完蛋了；这种膨胀螺栓拧太松了，膨胀帽所产生的拔出力就和粘在钉子上的口香糖差不多。
          　　我们确实给了Taper Bolt一些机会，在坚硬的岩石上，在最佳的工作状态安装了好几打这种玩意。我们试着凭“感觉”来安装，就像你可能在攀登时做的一样。有一半的时候我们可以正确安装，3/8英寸的Taper

Bolts可以有高达3000磅的拔出力。但另一半的时候，在只有700磅的拔出力的时候，它们就掉出来了。更糟糕的是，在我们把它们拔出来之前，我们没办法区分出安装得好的，和不好的。
          　　Wejit Anchor Bolt是扭矩膨胀螺栓的另一个变种，但很幸运的是，大多数攀登者对它的感觉更多一些，而不怎么使用它。这种锚拴有两个与螺杆碰撞的推丝，在你将螺栓拧紧的时候，它们在一对尖端处堆积，向外张开来。在坚硬的岩石上，3/8英寸的Wejit


Anchor Bolt可以承受2600磅的剪切力而没有断掉，但平均在1300磅的力下就拔出了。

<h4 align="center">套管钉子式螺栓（Sleeve-and-nail bolts）</h4>


　　Star Dryvin是我们找到的唯一的套管钉子式螺栓，通常用在砂岩上，由一个铅的套管和一个钢钉子组成。你把套管敲入孔里，再用锤子把钉子敲进去，以膨胀套管。在最好的石头上，3/8英寸的Dryvin也只能承受1400磅的剪切力，拔出力更小。在那些认为这种钉是打孔角锥的好替代品的砂岩上，这种钉简直难以置信的脆弱，我们用手指就把一个拔出来了。
          　　既不结实又居然昂贵到2美元一个，简直没有理由使用Dryvin。如果你看到埋在套管里的钉字头上有一个星形图案，把这个破玩意揪出来换一颗真正的膨胀螺栓。

<h4 align="center">内爆螺栓（Drop-in bolts）</h4>


　　这种玩意是你在五金商店的螺栓部门见到的有柔软的铅“外壳”的钉。为了安装这种钉，你钻一个孔，把外壳放进去，再拧一个普通螺栓进这个套管，来使套管涨开（译注：一般在国内，我们在墙上安装指力板用的就是这种东西）。3/8英寸的和1/2英寸的内爆螺栓可能是坚固的，但对于它们所要求的孔的大小来说(一只3/8英寸的螺栓要用1/2英寸的孔)，这种螺栓显得效率很低。而且，内爆螺栓的套管在你拧螺栓的时候可能会裂开或者剥离。省点钱买好的膨胀螺栓吧。

<h4 align="center">柱头螺栓（Studs<STRONG>）</STRONG></h4>


　　当你用锤子将柱头螺栓敲向位于孔尾处的膨胀钉的时候，柱头螺栓膨胀开来。虽然你可能在任何螺栓厂商那里找到类似的产品，但我们只测试了Rawl，Star，和Ramset/Red

Head的柱头螺栓。
          　　柱头螺栓在坚硬的岩石上可能很结实，但由于很多缺陷使它们不适合用于攀登。首先，你必须钻一个深度精确的孔以保证膨胀钉的咬合。第二，暴露在外的螺纹使它们很容易金属疲劳。第三，你不可能在不破坏周围岩石的情况下把它们卸下来或者敲进石头里面去。最后，你买不到不锈钢制的柱头螺栓。

<h4 align="center">自钻螺栓（Self Drills）</h4>


　　自钻螺栓自备了一个钻头和一个螺栓（译注：国内探洞者似乎比较偏爱这种螺栓）。听起来不错？不是的。

<IMG height=108

src="TheNutsAndBoltsImages/DR_fig6.gif"

width=379 align=right>　　在中等硬度的岩石上，它的拔出力是700磅。在坚硬的岩石上，“钻头”很快就钝了，一般需要两三个才能打完一个孔。但是，在很多情况下，攀登者使用这套系统才钻了一半就很沮丧而停止了；留下一个非常危险、需要修补的螺栓。即使在正确安装的情况下，自钻螺栓也只能承受3000磅的剪切力，这和你钻孔所付出的努力是不相称的。<BR>

大元

ze 好长啊  慢慢看