货运索道运输技术

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1、货运索道运输技术［摘要］货运索道技术在物料输送屮发挥着重要作用，在地形、地毎复杂的山区更是最经济的运输方式之一。工作索是索道设备的重耍组成部件，开展工作索理论的研究以及参数化、标准化的设计研究对保证索道运输的安全性、经济性具有重要意义。同时，新材料在索道设备创新设计中的应用，对施工安全性以及施工效率有明显的提升。［关键词］货运索道；运输技术；索道设备0引言货运索道运输技术在地形复杂、条件恶劣的输电线路工程施工中具有特殊的竞争优势,尤英在货运量较大、现有运输手段很难甚至无法满足要求吋其作用更加明显。随着特高压等工程的建设，对货运索道提出

2、了新的、更高的要求，大起重量、大运量、安全可靠、装拆灵活的输电线路工程施工货运架空索道逐渐被广泛接受并采用。1索道运输技术1.1索道运输优点货运索道对口然地形的适应性较强，具有爬坡能力大、可以跨越山川、克服地障等优点。索道的高效、经济、节能，对环境影响较小等优点决定了其必将在输电线路施工屮得到广泛的应用。货运索道与其他运输方式相比有以下优点：(1)索道线路长度仅为公路的1/30〜1/10,步行盘道的1/3〜1/2,线路可随坡就势架设。无需修筑桥梁、涵洞，不需开挖大量土石方，对地形、地貌及自然环境的破坏小。索道建设造成的破坏是可恢复的，

3、但公路和盘道所造成的破坏却是永久性的。(2)索道运输基建投资一般比汽车公路和步行盘道少，经营费用低，通常仅为汽车的1/5〜1/2,经济效益好，投资回收快。索道运输节约能源，一般为汽车能耗的1/20〜1/10。有文献在对货运索道、带式输送机、汽车运输和铁路运输等方式进行比较后得出结论:不论在基建投资还是经营费用上，货运索道都是最经济的，具体见表1所示。表1索道运输与其他方式经济性比较运输方式基建投资经营费用货运索道100100带式输送机160187汽车运输104235铁路运输187132索道设计除了要严格遵守相关设计规范外，还需要结合施

4、工地形、地质条件，料场的布置以及最重件重量等诸多因素综合考虑，与其他地面运输方式相比，具有许多独特的优点:(1)爬坡能力大(往复式索道可达100%以上)；(2)可以以最短的距离连接起点、终点；(3)占地少，工程量小；(4)基建投资低；(5)可适应施工工艺所需位置卸载。货运索道工作索中承载索的设计计算精度直接影响索道在使用过程中的安全性以及经济合理性，解决该问题的关键是精确的工作索选型设计计算。悬链线理论可以作为悬索理论的精确解，1691年几何学家JamesBemalli等人建立了悬链线的解。但是因为是超越函数，计算上的困难使之不能直接

5、应用于悬索工程的设计计算，只能根据悬索工程的要求采用不同的近似计算方法。研究中工作索选型设计计算采用了悬链线理论与抛物线理论，并对2种理论进行了精确对比分析，应用Mathematica实现了超越函数的求解。抛物线理论是对悬链线级数展开式取前2项进行改造后的计算，它是比悬链线简单得多的代数函数理论。抛物线理论中又包括加氏、堀氏和杜氏三种计算方法。加氏和堀氏均是以控制无荷中挠系数进行，加氏先由定索长条件求出悬索有荷拉力，而后对影响悬索拉力的各因素（弹性伸长、温度变化及支座位移）分别进行补正。堀氏在加氏的基础上，重新导入了综合补正计算式，从

6、而扩大了加氏的使用范围。杜氏是以控制有荷屮挠系数进行的，通过拉力的二次方程式将2种状态的悬索（载荷不同、温度不同）联系起来，杜氏理论无荷中挠系数小于0・08o本项目应用的抛物线理论是对加氏理论以及堀氏理论综合以后改进的计算模型，可以系统地计算出索道设计中的各项参数。实际工程应用中，悬链线理论（中挠系数不大于0.2）得到的计算结果内容丰富准确，但计算过程复杂，需要专门的计算程序，适合于在关键特殊情况下需要精确计算的索道设计施工，也可以作为抛物线理论算法的校核计算；抛物线理论结果简单，具有简单易行的特点，在一般工程中（中挠系数为0.03〜

7、0.05）可以正常使用。1.3算法实现在深入研究索道设计屮抛物线理论以及悬链线理论的基础上，针对计算流程与算法开展研究，并应用Mathematica与C.NET技术编制了交互式计算软件。软件釆用C・NET进行开发，分为2层系统架构：⑴底层内核计算采用Mathematica的计算公式，既便于软件开发又能保证计算结果的正确性和精确性；（2）界面表现层采用C通用软件开发工具进行开发，使得软件界面美观、简单易用。用户不需要掌握Mathematica以及C.NET等技术即可使用。以某型号索道为例进行了抛物线理论和悬线理论计算比较，该型号索道初始

8、参数如表2所示，输出数据如表3所示。表2索道初始参数跨度/m咼度/m单次运重/kg运行速度/（m・s-1）70020010001.5表3索道理论计算结果比较无荷状态参数抛物线理论悬琏线理论水平拉力/N1605816058