4716.输电线路工程货运索道工作索工况计算浅析.doc

PAGE  PAGE 8 输电线路工程货运索道工作索工况计算浅析 摘要：在地形复杂的山区进行输电线路工程的建设，如何确保物料的有效运输是制约工程进度的主要问题。货运架空索道是目前解决物料运输最经济、最便捷的方式之一。在索道架设的过程中，施工队往往为了赶工期而仅依靠经验架设，忽视了对工作索的工况计算和校核，为索道的安全运行带来了一定隐患。本文通过实例计算，希望能够对现场实际工作提供一些帮助。 关键词：多跨单循环索道 承载索 牵引索 返空索 概述：本文以施工中应用较多的“多跨单循环索道”为研究对象，该型索道适用于最大载重量不超过2t，中间支架不超过7个，每跨跨度不超过600m，全长不超过3000m的远距离物料运输。本文仅针对多跨索道中最不利载荷档的单件运输展开计算。 图1、多跨单循环索道运输现场布置示意图 1-始端地锚； 2-圆木支点； 3-索道牵引机； 4-承载索； 5-返空索； 6-牵引索； 7-运输货车； 8-支架； 9-滑车； 10-终端地锚 工作索工况计算： 多跨单循环索道工作索由承载索、牵引索、返空索组成。 承载索是在运输过程中承载货车及物重的钢丝绳。一般采用同向捻“6×7钢丝+1纤维芯”型钢丝绳，其公称抗拉强度按1670MPa计算，安全系数取2.7。 牵引索是牵引货车在承载索上运行的钢丝绳。一般采用同向捻“6×19钢丝+1纤维芯”型钢丝绳，公称抗拉强度仍为1670MPa，安全系数取4.5。 返空索是承载空载货车重力的钢丝绳，其材质与承载索完全相同，安全系数同样取2.7。 计算实例模型： 现有一段三跨单循环索道，如图2所示，AB段跨度为100m、高差为80m；BC段跨度为400m、高差为100m；CD段跨度为150m、高差为50m。承载索取公称直径Φ20mm的钢丝绳，牵引索取Φ10mm的钢丝绳，返空索取Φ14mm的钢丝绳。索道最大单件载重质量为600kg。其工作索基本工况计算如下。 图2 实例断面示意图 一、承载索 1、计算流程图 2、计算及校核 （1）求最大载荷时的计算载荷P计max = 式中：——冲击系数，取1.31； ——最大载荷重量，kN； ——货车载荷重量，kN； ——牵引索每米自重，kN/m； ——最大档跨度，m； ——高差角，度； 根据图2，有=0.25，可推导出cos=0.97，Ф10牵引索的自重为3.62*10-3 kN/m,最大载重质量为600kg，即5.88kN，货车自重3kg，即0.03kN，于是有： （2）求无载荷时最大档的水平张力Ta 式中：——中央弛度比，取0.05； Ф20承载索的自重为13.72*10-3 kN/m，于是有： （3）求最大载荷时最大档的水平张力Tb 利用如下状态方程求解: 式中： ——承载索截面积，cm2； ——承载索弹性模数，kN/cm2； 由于承载索选用公称强度为1670MPa的钢丝绳，可知=167 kN/cm2，Ф20钢丝绳截面积为3.14cm2，于是有： =24.54 kN （4）求最大载荷时各支架支点处最大张力Tmax 最大载荷时，各支架支点处张力为： 式中：——承载索第i支支架支撑点到最大档低侧支架支撑点的高差，第i支支架较最大档低侧支架高度高时取正值，反之取负值；于是有： (按照本例，第1支支架即为最大档低侧支架，因此高差为0) 经比较， （5）承载索强度校核 根据公式 校核 式中：——承载索额定破断拉力，kN； ——承载索安全系数，取2.7； 承载索选用公称强度1670MPa、公称直径Ф20钢丝绳，其额定破断拉力为221kN，于是有： 8.062.7，强度合格。 即承载索选取Ф20钢丝绳满足各项受力要求。 二、牵引索 1、计算流程图 2、计算及校核 （1）求牵引载荷重量P牵 （2）求最大载荷个数N （结果舍尾取整） 已知,可得； ,可得；于是有： ，所以最大载荷数为1。 （3）求牵引力T牵 由图2可知，最大，为0.63，于是有： （4）求摩擦阻力T摩 式中：——摩擦系数，取0.05； 由图2可知，最小，为0.78，于是有： （5）求无载荷时水平张力T张 （6）求最大牵引力Tmax （7）牵引索强度校核 根据公式 校核，式中： ——牵引索额定破断拉力，kN； ——牵引索安全系数，取4.5； 牵引索选用公称强度1670MPa、公称直径Ф10钢丝绳，其额定破断拉力为55.1kN，于是有： 4.5，强度合格。 即牵引索选取Ф10钢丝绳满足各项受力要求。 三、返空索 返空索的计算及校核过程同承载索基本相同，限于篇幅，不再赘述。 结论： 在实际的施工中，现场技术员应根据具体工况条件进行计算，不应依赖以往经验冒然施工。通过科学地计