架空索道范文

架空索道范文（精选3篇）

架空索道 第1篇

关键词：架空单线索道,悬链线理论,抛物线理论

架空索道作为一种轻质、高效、大跨和经济的交通运输工具,在山区、景区及工矿企业中使用日益广泛。架空索道有其特殊性,它能够适应复杂的地形,跨越山谷、河流等地面障碍物,同时它受气候条件的影响较小,可在雨、雪、雾和小于8级风的恶劣天气情况下运行。

1 单线索结构的计算理论

1.1 基本假设

1)索是理想柔性的,既不能受压,也不能抗弯。

2)索的材料符合虎克定律。

1.2 抛物线理论

在抛物线理论中竖向荷载沿跨度均布,索单元及所作用的内力和外力见图1[3]。

根据微单元静力平衡:

${\displaystyle \sum x}=0‚\frac{\text{d}{\rm H}}{\text{d}x}\text{d}x-q{}_x\text{d}x$=0。

得:$\frac{\text{d}{\rm H}}{\text{d}x}-q{}_x=0$ (1)

从式(1)可以得知,当没有水平荷载qx时索的水平分力为一个常数。

∑y$=0‚\frac{\text{d}}{\text{d}x}({\rm H}\frac{\text{d}y}{\text{d}x})\text{d}x-q{}_y\text{d}x=0$。

得:${\rm H}\frac{\text{d}{}^{2}y}{\text{d}x{}^2}-q{}_y=0$ (2)

式(2)的物理意义是:索曲线在某点的二阶导数与作用在该点的竖向荷载集度成正比。由此可知,索曲线应为抛物线形。竖向荷载沿跨度均布的情形见图1。

对式(2)积分可知索曲线应为$y=\frac{q{}_y}{2{\rm H}}x{}^2+c{}_{1}x+c{}_2$的形式,代入以下边界条件确定曲线的参数:

边界条件:x=0时,y=0;x=l时,y=h。

即得:$y=\frac{q{}_y}{2{\rm H}}x(x-l)+\frac{h}{l}x$ (3)

1.3 抛物线理论下索长计算

索长微分单元长度为:

$\text{d}L\approx \sqrt{\text{d}x{}^2+\text{d}y{}^2}=\sqrt{1+(\frac{\text{d}y}{\text{d}x}){}^2}\text{d}x$ (4)

整根索的长度可由式(4)积分求得:

$L={\displaystyle {\int }_A^B\text{d}}L={\displaystyle {\int }_0^l\sqrt{1+(\frac{\text{d}y}{\text{d}x}){}^2}}\text{d}x$ (5)

只要索曲线的形状y(x)已知,索的长度就可按式(5)求得,积分公式中的$\sqrt{1+(\frac{\text{d}y}{\text{d}x}){}^2}$是无理式,按级数展开可得:

$\sqrt{1+(\frac{\text{d}y}{\text{d}x}){}^2}=1+\frac{1}{2}\left(\frac{\text{d}y}{\text{d}x}\right){}^2-\frac{1}{8}\left(\frac{\text{d}y}{\text{d}x}\right){}^4+\frac{1}{16}\left(\frac{\text{d}y}{\text{d}x}\right){}^6-\frac{1}{128}\left(\frac{\text{d}y}{\text{d}x}\right){}^8+\cdots$。

在实际计算中,根据索的垂度大小,可仅取两项或三项,即可达到必要的精度。这时索长的计算公式可简化成如下形式:

$L={\displaystyle {\int }_0^l\left[1+\frac{1}{2}\left(\frac{\text{d}y}{\text{d}x}\right){}^2\right]}\text{d}x$ (6)

$L\approx \sqrt{h{}^2+l{}^2+\frac{c{}^{2}l{}^4}{12}}$ (7)

1.4 悬链线理论

设沿索长均布的荷载为q,则有:

qds=qydy。

因此:$q{}_y=q\frac{\text{d}s}{\text{d}x}=q\sqrt{1+\left(\frac{\text{d}y}{\text{d}x}\right){}^2}$ (8)

代入式(2)可得:

${\rm H}\frac{\text{d}{}^{2}y}{\text{d}x{}^2}-q\sqrt{1+\left(\frac{\text{d}y}{\text{d}x}\right){}^2}=0$ (9)

设H/q=a,dy/dx=shu,得:u=x/a+c1,即:

y=ach(x/a+c1)+c2 (10)

代入边界条件x=0时,y=0;x=l时,y=h,得:

$y=\frac{{\rm H}}{q}\left\{\text{c}\text{h}\left[\frac{x}{a}-(\text{s}\text{h}{}^{-1}\left[\frac{\frac{qh}{2{\rm H}}}{\text{s}\text{h}\frac{ql}{2h}}\right]+\frac{ql}{2{\rm H}})\right]-(\text{c}\text{h}\text{s}\text{h}{}^{-1}\left[\frac{\frac{qh}{2{\rm H}}}{\text{s}\text{h}\frac{ql}{2h}}\right]+\frac{ql}{2{\rm H}})\right\}$ (11)

1.5 悬链线理论下索长计算

由悬链线推导公式$\frac{\text{d}{}^{2}y}{\text{d}x{}^2}=\frac{q}{{\rm H}}\frac{\text{d}L}{\text{d}x}$,得:

$\text{d}l=\frac{1}{c}\left(\frac{\text{d}{}^{2}y}{\text{d}x{}^2}\right)\text{d}x$。

上式中$c=\frac{q}{{\rm H}}$。

由于$\frac{\text{d}{}^{2}y}{\text{d}x{}^2}=c\text{c}\text{h}c\left(x-\frac{l}{2}\right)$。

根据式(10)此悬链线方程为:

$y=\frac{1}{c}\text{c}\text{h}c(x+c{}_3)+c{}_2$ (13)

设A,B两坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),两点高差为h=y2-y1,水平跨距为l=x2-x1,将坐标值分别代入式(13)后得:

2 两种计算理论的比较

2.1 等跨度索两端等高

当索跨度相等索两端等高时,即c=0时,设跨中垂度为f,即当$x=\frac{l}{2}$时,y=f。此时抛物线方程式(3)可简化为:

$y=\frac{q}{2{\rm H}}x(l-x)$ (15)

由式(15)代入上面条件得悬链线垂度f为:

$f=\frac{ql{}^2}{8{\rm H}}$ (16)

同时悬连线方程式(11)可简化为:

$y=\frac{{\rm H}}{q}\left[\text{c}\text{h}(\frac{x}{a}-\frac{ql}{2{\rm H}})+\frac{ql}{2{\rm H}}\right]$ (17)

由式(17)代入上面条件得悬链线垂度f为:

$f=\frac{{\rm H}}{q}\left(\text{c}\text{h}\frac{ql}{2{\rm H}}-1\right)$ (18)

比较可知其两条曲线的竖向坐标差值d大约在0.2跨度处,且当f/l一定时,差值d与垂度f的比值较小,当f/l=0.1时,d/f=0.04%;当f/l=0.2时,d/f=0.11%。

2.2 两种线形长度比较

前面已对两种线形长度进行了理论推导,其推导结果为:

悬链线线长:$L{}_x=\sqrt{h{}^2-\frac{2}{c{}^2}[1-\text{c}\text{h}(cl)]}$。

抛物线线长:$L{}_p=\sqrt{h{}^2+l{}^2+\frac{c{}^{2}l{}^4}{12}}$。

将悬链线Lx式展开为:

$L{}_x\approx \sqrt{h{}^2+l{}^2+\frac{c{}^{2}l{}^4}{12}+\frac{c{}^{4}l{}^6}{360}\text{c}\text{h}(cl)}$ (19)

将两者差分别进行相对比较可得:

比较结果见表1。

从表1中可以看到,当cl≤1.4时,索长的计算公式相对误差比较小,但是当cl>2时,索长的计算公式相对误差上升很快。

3结语

从前面推导可知,悬链线和抛物线理论的基本假设相同,只是悬链线理论索重沿索长分布,抛物线理论中索重沿跨度分布;由于在实际工程中有许多悬索结构,其索都比较平坦,另外由于悬链线的计算非常复杂,在这些结构中按抛物线理论计算,即得到足够的精度;对于跨度较大的索结构,且大的荷载时,为了满足精度的要求还是选用悬链线理论计算。

参考文献

[1]陈科.架空索道索和塔静力和动力分析研究[D].昆明:昆明理工大学硕士学位论文,2004:5-7.

[2]郑丽凤.架空索道悬链线理论研究[D].福州:福建农林大学硕士学位论文,2002.

[3]沈世钊,徐崇宝,赵臣.悬索结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社,1997:67-70.

旅游景区架空客运索道防雷要点 第2篇

关键词：索道,雷电防护,SPD,接地

我国国土面积960万平方公里, 地形构造复杂, 山地、河谷等复杂地形遍布全境, 近年来随着我国人民生活水平的提高和旅游业的快速发展, 索道和类似索道的工具由于具有环保、安全、方便、舒适, 以及老少皆宜等特性而受到人们的青睐。近几年索道在我国得到迅速发展, 截止2010年6月底, 我国已建成客运架空索道480条, 拖牵式滑雪索道约400条, 分布在29个省市自治区 (未包括港、澳、台地区) 。每年承担运送千万人次游客的重要任务。

同时我们应该看到, 索道距离地面高达几米、十几米、甚至上百米, 人体处于高处运动状态, 这既是索道吸引人之处, 也是危险所在。客运索道的服务对象是临时乘客, 他们完全没有索道专业知识, 也无法进行专业培训, 在乘坐索道整个过程中, 无论是心理恐慌, 还是由于无知带来的冒险行为、甚至天气突变、雷击等原因的影响, 都会带来严重的安全问题。特别是我国游览索道大都在野外露天、名山大川, 地形、地物、天气条件复杂。因此客运架空索道的防雷安全问题必须给予足够重视。

1 雷电对索道的危害形式及主要侵袭途径

1.1 雷电有很大的破坏力, 对索道有多方面的危害

雷电放电电流很大, 能够电死人畜、劈倒树木、烧毁房屋和导致爆炸事故, 以及造成大规模停电带来的其他危害和损失。但就其破坏因素来说, 有以下三方面的破坏作用:电性质的破坏作用;热性质的破坏作用;机械性质的破坏作用。

1.2 雷电侵袭的主要途径

直击雷的侵袭;雷电感应;雷击电磁脉冲地;电位反击。

2 架空客运索道的防雷措施

架空索道防雷包括架空线路、站房、电力系统、监控系统及其它设施, 应根据各部份的重要性、危险性及使用性质, 针对雷电的侵袭方式采用各自相对应的防雷措施进行防护。

2.1 直击雷的防护

2.1.1 站房建筑物直击雷防护

站房是人员主要聚集之地, 多建在山顶附近, 易遭受直接雷击。要对站房建筑物直击雷防护, 可采取架空接闪网 (线) 、接闪带、独立接闪杆或其组合对建筑进行保护, 考虑到经济实用, 建议利用建筑物自身结构钢筋作为接地散流体及引下线, 若索道站房房顶为金属屋面, 可将金属屋面作为接闪器, 整个屋面金属板做可靠电气连接, 然后与接地网可靠连接;直击雷防护还应做好接触电压、跨步电压的防护措施。

2.1.2 架空线路直击雷的预防

对于连接两站间的信号线缆、电力线路等, 宜采用接闪线进行防护。接闪线的保护效果同它下方的导线与它所成的角度有关, 角度较小时, 保护效果较好。在架有两根避雷线的情况下, 容易获得较小的保护角, 线路运行时的雷击跳闸故障也较少, 索道塔杆上避雷线对边导线的保护角应在15°～30°之间, 塔杆上两根避雷线间距不应超过导线与避雷线之间垂直距离的5倍。单根避雷线的保护范围在hx水平面上避雷线每侧保护范围的宽度的确定:

当hx≥h/2时, rx=0.47 (h-hx) p

当hx

(p为高度影响系数) (h30m时, p=1,

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双根避雷线两线的外侧保护范围按单线的计算方法确定。两线之间各横截面的保护范围, 应由通过两避雷线点及保护范围上部边缘最低点O的圆弧确定。O点的高度如下式计算:

2.2 感应雷及雷电波侵入的预防措施

2.2.1 电源感应雷及雷电流侵入的预防

通常将配电系统进行三级防护。第一级对直接雷击电流进行泄放, 或者对电源传输线路遭受直接雷击时传导的巨大能量进行泄放, 一般安装在总配电柜处。使用带灭弧能力火花间隙的雷击电涌保护器, 它作为最强大的保护装置安装在主配电中。电涌被限制在小于4KV水平。从技术观点看, 安装的最佳位置是紧靠进线的主配电盘内。安装第二级进一步将已通过第一级SPD的残余电涌电压限制到2KV以下, 一般安装在分配电柜处及重要设备 (如UPS) 的输入电源侧。该级保护限制第一级保护器上的剩余残压。第三级一般作为最终保护设备的手段, 应直接安装在被保护的设备之前。将残余电涌电压的值降至1KV以内, 使电涌的能量不致于损坏设备。有了此级设备保护, 残余电压被限制在不再对所连接装置构成危险的范围内。此外, 安装的各级SPD还应注意级间能量和动作性能的配合。

2.2.2 信号线路感应雷及雷电流侵入的预防

对于信号用SPD的选用原则, 一般考虑以下三个原则:工作电压、连接器类型、工作频率。

2.3 处理好接地问题

良好的接地效果是防雷成功的重要保证之一。每个建筑物都要考虑哪种接地方式的效果最好和最经济。当钢筋混凝土结构的建筑物符合规范条件时, 应利用基础内的钢筋作为接地装置。当达不到规范中规定的条件或基础包在防水卷材层内时, 可做环形接地装置, 但应将环形接地装置预先埋在基础槽的最外边 (不必离开建筑物3m以外) , 并注意接地装置与地下管线路的安全距离。若达不到规范要求的一律连接成一体, 构成均压接地网。接地装置应围绕建筑物就近埋设, 以减少防雷装置的反击电压造成的放电危险。

但是由于索道建筑所在地区较难打入接地装置, 接地的好坏直接影响防雷的效果。为达到规范中所要求的接地电阻数值, 可采取下列方法:

1) 钻孔法。即先用钻孔机钻孔, 再垂直打入接地极。其数量以满足接地电阻值为止, 但最远的接地极距建筑物不宜超过40m, 超过时接地效果就会减少。可排列成双排或放射形式。

2) 换土法。即在每根接地极处, 挖1x1x2.5m的深坑, 换以天然的好土壤。

3) 采用水平接地带。在山石地区难以打入垂直接地极, 可在浮土下启一层30至40cm深、40至50cm宽的山石埋入水平接地带, 其长度和形式可随地形布置, 然后填以现场挑选的浮土。

4) 利用各种地下管线。利用直埋于地下的各种金属管线连接成统一的接地系统作为接地装置。

5) 加大接地面积, 降低人工接地极的接地电阻。

2.4 其它防雷措施

2.4.1 屏蔽措施

对于架空索道控制中心可以利用建筑物内的钢筋做成法拉第笼式避雷网, 也可利用防直击雷的接闪器、引下线和接地体做成法拉第笼, 接闪器网格、引下线间距应尽可能设置得密一些。经屏蔽措施后, 绝大部分的LEMP被衰减, 但对特别重要的设备, 还可以放置在作为后续防雷区的屏蔽室内, 以确保设备的安全。

其他屏蔽措施有:外门窗安装金属纱窗、纱门或较密的金属保护网, 并可靠接地。可减小雷击电磁感应的影响, 同时又可防球形雷侵入;在室内的线缆, 尽量采用屏蔽电缆或穿金属管, 屏蔽电缆外层或金属管两端接地。

2.4.2 采取均衡电位措施

钢筋混凝土结构的建筑物最具备实现等电位的条件, 因为其内部结构钢筋的大部分都是自然而然地焊接或绑扎在一起的。为满足防雷装置的要求, 应有目的地把接闪装置与梁、板、柱和基础可靠地焊接、绑扎或搭接在一起, 同时再把各种金属设备和金属管线与之焊接或卡接在一起, 这就使整个建筑物成为良好的等电位体。

在客运架空索道站房内应设一个或多个等电位连接端子, 将设备机壳、电源PE线、电涌保护器的接地线、较大的金属物, 就近连接到端子或等电位连接线上, 等电位连接端子必须与防雷接地连接。当不能使站房内部的所有金属物连接成统一的等电位体时, 应采取严格的“隔绝”措施。

3 结语

通过上述雷电对架空客运索道危险方式的分析及防护措施, 我们得出以下结论:

1) 架空客运索道防雷根据自身的特点, 因地制宜的采用相适应的防雷方法来防止和减少雷电所带来的危害。

2) 应将架空客运索道防雷工程当作系统工程来实施。运用系统工程的思维方式 (整体性、结构性、层次性和目的性) , 综合运用各种技术将雷电能量以有效路径向大地泄放或有目的地通过某些防雷器件将雷电能量限制到被保护对象所容许的安全值范围内, 以提高雷电的整体防御能力, 将雷电灾害损失降到最低。在拦截、分流、均衡、屏蔽、接地、布线等六大方面均作完整的、多层次的防护。

参考文献

[1]GB50057-94 (2010年版) .建筑物防雷设计规范.

[2]潘仲林.现代防雷技术[M].北京:电子工业出版社, 1997.

[3]张小青.建筑物内电子设备的防雷保护[M].北京:电子工业出版社.

架空索道 第3篇

目前,在线路建设山区施工运输中,西方发达国家大多采用直升机进行器材运输,日本使用索道运输最多。我国目前相关经验较少,但高压输电线路山区施工货运索道在我国电力线路建设山区施工中用量不断增加。索道运输只需架起钢索,就可直接从空中把货物送到指定地点,所以用索道运输施工器材及塔料是十分理想的。索道以其架空运输、机械传动的特点,对保证施工工期、环境保护、提高功效等方面具有重要的意义,使用前景广阔。

1 标准化索道使用流程

标准化索道的使用流程大致为:索道规划→索道勘测设计→索道架设→索道运行维护→索道拆除→现场清理。

1.1 标准化索道规划

目前,国家电网公司标准化索道产品序列共有1t级、2t级和4t级3个等级,又根据索道跨数、工况受力将3个等级分为9个系列。在实际使用中,首先需要根据施工现场地形、材料运输工期、最大运输重量等实际情况确定拟使用的索道等级。

1)索道的载荷级别应大于运输货物中的最大运输重量。

2)索道的架设数量应根据索道日运输量及材料运输工期确定。

1.2 标准化索道勘测设计

索道路径的初步选择有3个主要原则:

1)索道起始端宜选择在材料运输车辆能到达的位置,终端卸货点宜选取在塔位高点附近,卸货点周围地形应尽量开阔、平整、坚硬,以满足材料堆放要求。

2)索道运输路径要避免跨越电力线路、通讯线、公路、铁路、居民区等,应尽量避开植被茂盛区域,减少树木砍伐。

3)多级索道要直线布置,路径断面不应有过大起伏和突变折曲。

1.3 标准化索道架设

1)现场准备。索道架设前需要进行现场准备,现场准备包括平整场地,机具运输,清理通道等内容。平整场地一般包括场地平整、进场道路修筑、地锚坑开挖和施工便道的拓修,需以上料方便为原则。

2)地锚埋设。承载索、返空索、牵引装置的地锚应选择钢质地锚;支架拉线、临时拉线等地貌可选择钢质地锚或锚钻。地锚埋设应满足以下要求:

(1)地锚坑的位置应避开不良的地理条件(如受力侧前方有陡坎及松软地质),地锚坑开挖深度一定要满足作业指导书要求深度,地锚必须开挖马道。

(2)地锚坑的坑底受力侧应掏挖小槽(卧牛槽),地锚入坑后两头要保持水平。

(3)地锚坑的回填土必须分层夯实,回填高度应高处原地面200mm,同时要在表面做好防雨水措施。

(4)如果索道使用时间较长或者处于潮湿地带,应对地锚的钢丝绳套做好防腐蚀措施。

(5)钢丝绳套和地锚连接必须采用卸扣进行连接,严禁钢丝绳套缠绕连接。

3)标准化索道架设。索道主要部件架设顺序为:组立支架→架设牵引索→展放返空索→展放承载索。

(1)组立支架:支架的高度在满足运输安全距离的情况下应尽量降低,钢管式支架和格构式支架高度一般不超过6m。单柱、双柱和三柱支架都应设置支架拉线。支腿组立完成后,安装横梁过程中要确保各部件之间连接牢固可靠,组装好的横梁应与支架轴线保持垂直,鞍座悬倾角应适当调整。

(2)架设牵引索:牵引所展放时,可使用八旋翼飞行器展放轻质引绳,再逐级过渡为牵引索。在植被较少,地形起伏小,牵引索规格较小的情况下可以用人力直接展放。

(3)展放返空索:要借用牵引索,通过牵引机把返空索牵引过去。首先在起始端用钢绳卡头把返空索绳头和牵引索固定,同时要给固定处的返空索加配重,防止两绳互相缠绕。把返空索牵引到终端后用U型环将返空索和地锚套连接,回头用钢绳卡固定,把返空索从各支架的滑车移入支撑器。

(4)展放承载索:返空索展放完成后,返空索和牵引索就已经构成一个简易的索道,就可以把行走滑车挂在返空索上,在行走滑车上挂上承载索,用制动器控制,把承载索牵引到终端,将承载索和地锚套固定。

1.4 标准化索道运行维护

1)试运行。索道搭设完成后,应进行试运行,试运行过程中要对各部件进行调节,最终满足以下要求:试运行时间不得小于4h;试运行过程中货车应行走自如,不得出现脱索,滑索,装卸装置应启闭灵活;额定载荷运行时,承载索安全系数不得低于2.6;货物对障碍物距离必须足够,距离不够情况下,需要根据情况收紧承力索、清除障碍物(砍树、降基面),严重的情况下,需要增加支架;试运行完成后,索道所有部件无可见裂纹或超过设计许可的变形,地锚无松动迹象。

2)标准化索道正常运行。由于索道正常运行过程中运动部件多,运行速度快,在正常运行中,必须达到以下要求:保证通信联络畅通,各种信号传递语言统一、规范、清晰,通信中断或不清时必须立即停止作业;索道全线必须被严密监控,不得存在监控盲点。

3)标准化索道维护。索道的正常运转需要各部件的良好配合。因此,为了保证标准化索道正常进行,延长设备使用寿命,对索道设备进行定期维护保养是十分重要的。必须有专人负责,定期对索道进行检查,及时消除隐患。标准化索道的维护保养要求如下:定期对地锚、承载索、牵引索等关键部位进行检查并对工作索张力进行调整;索道牵引机外观要保持清洁,及时添加冷却液和燃油,定期检查变速箱、磨筒轴承、操作机构机油并定期更换。

1.5 标准化索道的拆除

不同于以往的简易索道,标准化索道各部件加工质量高,重复利用潜力好,为充分发挥标准化索道的可重复利用性,索道的拆除也要符合以下要求:拆除必须指定专人负责,拆除顺序总体遵循从终端到始端,从高处到低处的原则;拆除工作索时,应先放松承载索、返空索、牵引索或提升张力,采用驱动装置将绳索牵引至线盘,绝对禁止在不松张力的情况下直接剪断绳索;索道各部件拆除完成后应按原打包方案进行打包、运输后妥善保管,以便重复使用。

2 结论

通过标准化货运索道在实际施工中的成功应用,我们提高了对架空输电线路施工专用货运索道应用管理水平,提升施工安全可靠性,为推进索道产品的标准化、系列化提供了有力支撑。标准化货运索道能够规避大量安全风险,也能最大限度的满足国家政策对环境、水土保持的要求;同时可以更加深入地贯彻“以人为本”的理念,有效减轻人员劳动强度,是一种能满足日益发展的高压输电线路施工对材料运输的需求、非常理想的施工物资运输方式。

摘要：超高压和特高压输电线路路径越来越频繁地经过高山峻岭,以往人力、畜力的材料运输能力已不能满足施工要求。国家对环保的政策日益严苛,通过大量砍伐林木修建施工运输道路也不可行。标准化货运索道兼顾安全、工效、经济效益和环境保护,是一种理想的施工物资运输方式。通过在330k V丰张线施工中的试点应用,总结了标准化货运索道的工艺流程,在此基础上概括了主要部件的校核方法。

关键词：输电线路,标准化货运索道,材料运输

参考文献

[1]张洁,王绵斌,谭忠富.输电线路工程应用双索循环式索道的成本效益分析[J].华东电力,2012(6):1011-1015.

[2]周新年,巫志龙,林燕紫,等.我国吊装索道研究进展[J].起重运输机械,2010(3):1-5.