简易架空索道设计方案说明

简易架空索道设计方案说明

简易架空索道在小型水利水电工程中应用较多,特别是浆砌石坝工程。简易架空索道作为垂直运输和水平运输设备,具有投资少、运行费用低、架设简单、维修方便等特点。

XXXXXX电站C7标工程已布置安装两条简易架空索道（索道Ⅰ,索道Ⅱ），索道承载索采用Φ28（6*19）钢丝绳，起重索和行车曳引索采用Φ11（6*19）钢丝绳，索道墩位于新鲜完整的基岩上（做法为：在基岩中打入8根Φ25锚杆，锚杆长2.5m，伸入基岩2.0m，露出部分浇筑Φ80cm钢筋砼墩），动力设备为1吨卷扬机。行车和滑车重计100kg，空斗重计147kg，空斗容积0.8m3，索道设计荷重1000kg。

实测索道各项参数如下（设计荷重1000kg情况下）：

一.索道Ⅰ承载索拉力计算:

跨度倾斜两端锚定，承载索承受单一荷载图

承载索拉力水平分量H:

H=S(2G+qS)/(8y c-4h) =11638 kgf

两支点俯角为:

tgβ1= (G+qs)/2H+h/s=0.16895

tgβ2= (G+qs)/2H-h/s=0.04693

承载索在支点处的最大拉力为

T’ = Hsecβ1= 11803 kgf

T’’ =Hsecβ2= 11651 kgf

式中:S-------跨度,即承载索两支点间的水平距离, S=461.84 m G-------单独的集中荷载,,G=行车和滑车重+空斗重+设计荷重

G=100+147+1000=1247 kgf

q-------在均布荷载作用下水平跨距上的单位重量,q=2.74 kg/m

h-------承载索两支点的高差,h=28.177 m

x-------从左支点算起到承载索任一点的水平距离, x=226.808 m

y------从左支点为准对应于x的任一点的垂度,y c=189.552-156.815=32.737 m

二.索道Ⅰ行车曳引索的计算:

1.支持行车所需的拉力(即由于承载索的下垂,必须克服升角∮的坡度力)

P y1=Gsin∮=1247*sin∮=73.6 kgf

式中Φ----行车的升角(Ⅱ-Ⅱ轴与水平线间的夹角)

tgα=h/s=0.06101

tg∮= tgα+(2χ-S)*(g/cosα+G/S)/2H=0.05909

2.作用于行车上曳引索返回绳段的牵制力

对于在建安工程中,一般可近似取为:

P y2≈500 kgf

3.行车在承载索上的运行阻力

P y3=0.15G=187.1 kgf

式中0.15----运行阻力系数。

则行车的曳引索所需的总拉力为：

Py = P y1+ P y2+ P y3 = 760.7 kgf

三.索道Ⅱ承载索拉力计算:

承载索拉力水平分量H:

H= S(2G+qS)/(8y c-4h=)11607 kgf

两支点俯角为:

tgβ1= (G+qs)/2H+h/s=0.15830

tgβ2= (G+qs)/2H-h/s=0.05429

承载索在支点处的最大拉力为

T’ = Hsecβ1=11752kg

T’’ = Hsecβ2=11624kg

式中:S-------跨度,即承载索两支点间的水平距离, S=445.464 m G-------单独的集中荷载,,G=行车和滑车重+空斗重+设计荷重G=100+147+1000=1247 kgf

q-------在均布荷载作用下水平跨距上的单位重量,q=2.74 kg/m

h-------承载索两支点的高差,h=23.166 m

x-------从左支点算起到承载索任一点的水平距离, x=212.621 m

y------从左支点为准对应于x的任一点的垂度,y c=186.788-157.385=29.403 m

四.索道Ⅱ行车曳引索的计算:

1.支持行车所需的拉力(即由于承载索的下垂,必须克服升角∮的坡度力)

P y1=Gsin∮=1247*sin∮=58.8 kgf

式中Φ----行车的升角(Ⅱ-Ⅱ轴与水平线间的夹角)

tgα=h/s=0.05200

tg∮= tgα+(2χ-S)*(g/cosα+G/S)/2H=0.04717

2.作用于行车上曳引索返回绳段的牵制力

对于在建安工程中,一般可近似取为:

P y2≈500 kgf

3.行车在承载索上的运行阻力

P y3=0.15G=187.1 kgf

式中0.15----运行阻力系数。

则行车的曳引索所需的总拉力为：

Py =P y1+ P y2+ P y3=745.9 kgf

五．起重索拉力的计算：按一个动滑轮（滑车）计，G未扣除行车重，则T=0.5G=0.5*1247=623.5 kgf

六．承载索设计允许拉力：

T允=αT总/K

式中：T允------钢丝绳的允许拉力，

T总------钢丝绳的钢丝绳破断拉力总和，Φ28（6*19）钢丝绳为

40550 kgf（取最小值）

α------钢丝受力不均匀的换算系数，6*19钢丝绳为0.85，

K ------钢丝绳的安全系数，非标产品取K=2.5(注意：钢丝绳安全系数按经验一般为2.5~3.5,尽可能取更大值。)

对于Φ28（6*19）钢丝绳T允=αT总/K=13787 kgf

七．起重索设计允许拉力

T允=αT总/K

式中：T允------钢丝绳的允许拉力，

T总------钢丝绳的钢丝绳破断拉力总和，Φ11（6*19）钢丝绳为6130kgf（取最小值）

α------钢丝受力不均匀的换算系数，6*19钢丝绳为0.85，

K ------钢丝绳的安全系数，机动起重设备K=5¬6，取K=6对于Φ11（6*19）钢丝绳T允=αT总/K=868.4 kgf

八．钢丝绳强度校核

承载索最大拉力T=11803 kgf＜T允=13787 kgf

起重索拉力T=623.5 kgf＜T允=868.4 kgf

九．动力设备：1吨卷扬机

索道ⅠPy = 760.7 kgf＜1000 kgf

索道ⅡPy = 745.9 kgf＜1000 kgf