节能式缆车制作论文

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山东省沂水县蒙山主峰龟蒙顶旅游景点开发，是山东省人民政府确定的十大科研项目之一，计划于1999～2003年实施。向主峰供水是开发蒙山的先决条件，山顶218m高的寿星巨雕堪称世界之最。这两项工程的地理环境恶劣，施工难度极大，所用建材运输就是其中一大难题。经考察论证确定构筑物采用浆砌石结构方案，以充分利用当地石料，其他如水泥、黄沙等物料的运输，途经悬崖峭壁和深谷，且距离电力线路远。为此，我们研制了一种靠物料自重力运行的节能式缆车运料方法。

一、运料设备的选择制作

本文以供水工程的三、四级泵房用料为例简述。供水工程第一、二级泵房及第一配电室建筑材料可由人工挑扛，第五级泵房及第二配电室靠近山顶，蒙山车行道已修至主峰，可用汽车运往适当地方，再由人工挑扛至工地，惟有三、四级泵房处在悬崖之下，无法行人，经勘察论证确定采用缆索运至一定的地方后，由人工分别扛到三、四级泵房。缆索上端点位置在悬崖之上的“龙角”处，下端点位置选在三、四级泵房间的一座小山峰上。用经纬仪测量出上下两端点间平距为282m、高差129m。拟采用单根钢丝绳，穿过两端点的固定滑轮，将绳头编接在一起形成环形，运送物料时，从上端点绑扎物料，使物料依靠自重下滑到下端点，在下端点控制物料下行速度。

1．承重钢丝绳的选择

承重索需穿绕滑轮，宜用较柔软易弯曲的细丝交互捻钢线绳。承重索承受的荷载为所吊的荷重及承重索自重力，当荷载位于缆索跨度中央时，承重绳的挠度及工作张力达到最大值，工作张力由下式计算：

T=QL/4f+WL2/8f

式中T——承重绳的工作张力（N）；Q——所吊荷重（N），W——承重绳每米自重力（N／m）；L——缆索跨度，是指上、下两支点的水平距离，本例L＝282m；f——承重绳的最大挠度（m）。

根据计算，选用13的6×（37～140）交互捻钢丝绳。

2．其他构件的选择

滑车：缆索两端各用一个带吊钩的开口定滑车，以便于穿绳。为了减少钢丝绳的弯曲应力，滑车直径D与钢丝绳直径d的关系取D／d≥16，可求滑车直径为208mm，选用D210mm起重量5t的定滑车，滑车槽直径大于2倍钢丝绳直径。

倒链：用来收紧起重缆索。选用2个起重量5t的倒链，型号为WA5或SH5。

卡子：均选用型号为Y4－12的骑马式卡子用做地锚绳连接以及钩挂物料。

3．设备的制作安装

支墩：本例缆索坡度为129∶282＝1∶2．2，坡度较陡。为使其端点稳定，在两端较高处做浆砌石支墩，顶部呈倾斜面，坡度与绳索基本相同。在墩内埋设两根L5×5的角铁，高出墩顶约400mm，角铁相间为滑车厚度＋10mm的间隙，滑车放在其间，以便滑车不偏斜。

地锚：因拉力较小，可分别在石支墩之后缆索两头延长线的完整岩石上打孔插钢钎或利用大树等作为地锚。当用钢钎做地锚时，其插入岩石内深度不小于1．2m，并在孔内灌入水泥砂浆，使钢钎与岩石牢固接合。外露钢钎与地锚绳交成约120°角为宜，地锚绳要紧贴岩石拴在钢钎上。

卸料台：为了使料袋下滑至卸料处暂停及脱钩，在承重绳下方离开下端点支墩适当地方（本例为6m）做卸料平台，台顶距承重绳500mm左右；垂直承重绳方向1000mm，平行承重绳方向600mm。

绳索安装：安装前检查钢丝绳、滑车及绳卡子等型号、质量是否符合设计要求，确认无误后再行安装。首先用钢尺量出定滑车至地锚的长度，用地锚绳将地锚与定滑车连接起来。注意使绳头连接处靠近滑车，以便观察绳头变化情况。然后把承重绳放入滑轮槽内（把穿越滑轮的上下股绳预先做上标记，以防扭结），利用两倒链交替对承重钢绳进行紧绳，紧到使跨中挠度为45％～50％最大工作挠度，采用编接法对其接头进行连接，编结长度不小于80d（d为钢丝直径），而后吊2～3袋水泥，实测其挠度并与相应的计算工作挠度比较，或大，或小，则反过来调整紧绳挠度，如此反复调整2～3次，即可满足要求。缆索安装完毕，将钢丝绳涂上黄油，并以实际最大吊重2倍的荷载作载重试验20分钟，无异常情况便可交付使用。

二、物料运送操作

1．对人员要求。参加人员须是身体健康、无高血压病症的青壮年，需戴安全帽，系安全带，穿防滑鞋。

2．人员组成。装料处1人，负责将水泥装好袋（500kg／袋）的黄沙用骑马卡子卡在承重绳上。卸料处2人，其中1人控制钢索运行，另1人负责卸料。

3．物料运送工序。开始由控索者先将硬木棍别于离下滑车前0．5～0．8m处的钢丝绳间，适当用力使棍绳产生摩擦。上料者把料钩卡子固定在承重绳上，随即把料袋挂在钩上，之后料袋靠自重力下行带动钢丝绳下移。此过程依靠控索者控制下行速度，当下行到预定距离对控索者制动使缆索变慢直到停住，上料者立即把第二袋物料固定在承重绳上，依次进行下去，直至第10袋物料挂在绳上。当第一袋刚好到达卸料处，卸料者卸料的同时，上料者把第11袋物料又固定到了承重绳上，这样下去便可不断地把物料输送到卸料处。

4．注意事项。运料速度控制在10～25m／min，开始时逐渐减少制动力，停止时需提前逐渐增大制动力，做到平稳运行，严禁紧急制动或冲击，卸料时应先松卡子后脱料钩，夜间停运应把缆索上物料全部卸去，六级以上风力时禁止吊运。

三、结语

山区施工中的物料运输，有时需经险峻地段，或跨越深谷，利用人工挑扛都非常艰难或人力无法运送的情况下，采用上述简易设备，可将物料圆满地运往目的地。其特点：一是简单易行，无需动力机构，便于操作；二是场地适应性强，险段狭谷更显出其优越，不需修路；三是运输速度快，蒙山供水施工中，3人每个工作日可运送物料8000kg，若从山下绕路人力往蒙山供水四级泵房扛料，3人每个工作日只能扛150kg；四是经济，采用节能缆车运料节省运费13．9万元，降低了劳动强度。该办法在同类山区施工时，具有一定的参考价值。