输电线路工程货运索道工作索工况计算浅析

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；  —

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