循環(huán)牽引索道運(yùn)輸在750kV輸電線路工程中的應(yīng)用
摘要:750kV官亭~蘭州東Ⅱ回輸電線路工程III標(biāo)段沿線地形以高山大嶺為主,交通運(yùn)輸十分困難。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地形、地貌施工特點(diǎn)和我公司的施工經(jīng)驗(yàn),針對(duì)車輛運(yùn)輸難以就位的問題,提出索道運(yùn)輸這一方法并進(jìn)行論述。采用索道運(yùn)輸施工技術(shù),很好地解決了工程材料、器材運(yùn)輸?shù)碾y題,使施工得以順利進(jìn)行。
關(guān)鍵詞:循環(huán)牽引索道 750kV 輸電線路工程 應(yīng)用
0 引言
750kV官亭~蘭州東Ⅱ回輸電線路工程III標(biāo)段,工程建設(shè)地位于甘肅省蘭州市榆中縣及臨洮縣,沿線地形以高山大嶺為主,幾乎沒有運(yùn)輸?shù)缆房梢岳茫こ滩牧稀⑵鞑倪\(yùn)輸十分困難。其中N153~N164等14基塔位根本無運(yùn)輸?shù)缆罚拗P山運(yùn)輸?shù)缆芬獡p毀大面積的地表植被及經(jīng)濟(jì)作物,占用大量土地,經(jīng)核算要實(shí)現(xiàn)修路運(yùn)輸,投資額巨大,且不符合國(guó)家環(huán)保、土地和林業(yè)政策要求。加之上述塔位工程材料、器材的運(yùn)輸量大,若以傳統(tǒng)的人力或畜力運(yùn)輸,除需要修筑簡(jiǎn)易的運(yùn)輸?shù)缆吠猓瑒趧?dòng)強(qiáng)度高,施工效率低,運(yùn)輸周期長(zhǎng)。
1 架空索道運(yùn)輸?shù)奶岢?/strong>
對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行多次詳細(xì)的實(shí)地調(diào)查,經(jīng)過周密的可行性分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后,認(rèn)為采用架空索道運(yùn)輸具有施工投入小、作業(yè)簡(jiǎn)單、勞動(dòng)效率高、受天氣及外部環(huán)境因素影響小等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)避免了因修筑運(yùn)輸?shù)缆范加么罅客恋兀瑩p毀樹木和植被,符合綠色環(huán)保施工的要求,對(duì)于解決山區(qū)和林區(qū)施工材料和器材的運(yùn)輸難題具有較高的經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能比。故最終采用索道運(yùn)輸施工技術(shù)進(jìn)行750kV官亭~蘭州東Ⅱ回輸電線路工程Ⅲ標(biāo)段部分塔位的工程材料和器材運(yùn)輸。
2 架空索道位置的確定
對(duì)擬選取的各種架設(shè)位置進(jìn)行沿線的地形現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查,以便根據(jù)具體情況,合理選用架空索道進(jìn)行運(yùn)輸。按照架空索道跨距最小、中間沒有明顯凸出物、兩端地勢(shì)平坦的原則擇優(yōu)選取。運(yùn)輸用索道的起點(diǎn),應(yīng)考慮盡可能與其他運(yùn)輸工具相連接,索道的終點(diǎn)應(yīng)盡可能在線路塔位附近,以求線路材料直接運(yùn)達(dá),減少索道兩端的二次運(yùn)輸。索道的選線必須避免跨越電力線路、通訊線及民房。
3 索道運(yùn)輸有關(guān)技術(shù)參數(shù)選取
索道型式:循環(huán)牽引索道;跨距:200~250m;高差角:高差角一般在30°以下;運(yùn)載能力:最大運(yùn)載能力為0.5t;運(yùn)行速度:運(yùn)行最大速度為1.2m/s;承載索:φ20.0鋼絲繩;牽引索:φ9.3鋼絲繩;牽引動(dòng)力:5噸卷?yè)P(yáng)機(jī)(最高牽引速度1.2m/s,相應(yīng)牽引力為5KN)。
4 循環(huán)牽引索道的組成及現(xiàn)場(chǎng)布置
4.1 本工程采用循環(huán)式架空索道運(yùn)輸,采用一根承力索,一根牽引索實(shí)現(xiàn)循環(huán)運(yùn)送貨物。首先將所需運(yùn)輸?shù)牟牧线B接到牽引方向的牽引索上,啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)材料運(yùn)輸?shù)轿缓笮读贤瓿桑瑢?噸行走滑車的卡具松開掛到另一側(cè)的牽引索,同時(shí)地面施工人員將下一次所需要運(yùn)輸?shù)牟牧线B接好,再次啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行下一次材料的運(yùn)輸,形成了循環(huán)式的材料運(yùn)輸,運(yùn)輸效率很高。
4.2 基本構(gòu)成 循環(huán)牽引索道包括支架系統(tǒng)(含起始支架、中間支架、終端支架),牽引系統(tǒng)(含承力索、牽引索、兩端錨固系統(tǒng)),動(dòng)力系統(tǒng)(卷?yè)P(yáng)機(jī))。
5 循環(huán)牽引索道各受力部位計(jì)算
5.1 支架部分 結(jié)合本工程地形條件、施工條件、運(yùn)載荷重條件,選擇使用雙人字形圓木支架結(jié)構(gòu)組成支架。支架的橫梁兩端各安裝一套承力索懸托和一個(gè)牽引索懸托機(jī)構(gòu),使承力索和牽引索的荷重轉(zhuǎn)移至支架上。支架的選擇和驗(yàn)算:
5.1.1 承力索和牽引索部分
5.1.1.1 承力索的驗(yàn)算與選擇 承力索有多個(gè)荷載作用,間距為S時(shí),其最大水平張力按公式1計(jì)算:
式中:Q——集中荷載,驗(yàn)算值取500kg(4900N);S——行走小車之間距離,取80m;β——高差角,取30°;k——承力索的強(qiáng)度安全系數(shù)(k=2.6);k1——承力索單位長(zhǎng)度重量對(duì)其破斷拉力之比,1/m,鋼絲繩為5.6×10-6;f——承力索在重載下的檔距中點(diǎn)最大馳度,m,取8;l——檔距,驗(yàn)算值取250m;T——承力索在多個(gè)負(fù)載作用下,N,最大水平張力。
以承力索的最大水平張力T,作為承力索的最大使用拉力,按公式2計(jì)算選定承力索的截面規(guī)格。
Tb≥k×T=212.4KN (公式2)
式中:Tb——承力索破斷拉力,N
承力索Tb=212.4kN,選用“6×19鋼絲+1麻芯”的φ20.0鋼絲繩;通過計(jì)算,承力索根據(jù)載重500kg、使用檔距250m、最大高差角30°的使用條件,選擇使用“6×19鋼絲+1麻芯”、強(qiáng)度為155kg/mm2的φ20.0鋼絲繩。該鋼絲繩的破斷拉力總和不小于234KN。
5.1.1.2 牽引索的驗(yàn)算與選擇 牽引索承受的最大拉力按公式3計(jì)算。
P=P1+P2+P3 (公式3)
式中:P1——集中荷載Q沿牽引索方向向上的分力,此分力按照檔距l(xiāng)=250m,高差h=200m,高差角β=30°,荷重Q=500kg(4900N),按照公式4進(jìn)行計(jì)算。
將數(shù)值代入公式6,則P1=3.41kN。
P2——載重滑車沿承力索滾動(dòng)時(shí)摩擦力,此分力按照公式5進(jìn)行計(jì)算。
μ為滑車軸摩擦系數(shù),μ=0.02;μ′為滑車與承力索摩擦系數(shù),μ′=0.06;r為滑輪的半徑,r=10。
將數(shù)值代入公式6,則P2=0.034kN。
因?yàn)闋恳鳛檠h(huán)牽引索,牽引索的回引繩在滑車的反拉力取經(jīng)驗(yàn)值P3=0.98kN。
總牽引力∑P=P1+P2+P3=4.424kN
以牽引索的最大總拉力P,作為牽引索的最大使用拉力,按公式6計(jì)算選定承力索的截面規(guī)格。
Ta≥k×T=19.9KN (公式6)
式中:Ta——牽引索破斷拉力,N;K——牽引索的強(qiáng)度安全系數(shù)取4.5;
牽引索Ta=19.9kN,選用“6×19鋼絲+1麻芯”的φ9.3鋼絲繩;通過計(jì)算,牽引索根據(jù)載重500kg、使用檔距250m、最大高差角30°的使用條件,選擇使用“6×19鋼絲+1麻芯”、強(qiáng)度為155kg/mm2的φ9.3鋼絲繩。該鋼絲繩的破斷拉力總和不小于48.9KN。
5.1.2 循環(huán)牽引索道支架的計(jì)算 支架上每根支柱的總壓力N總是驗(yàn)算支架受力的依據(jù)。雙人字圓木支架上每根支柱的總壓力壓力N總按照公式7進(jìn)行計(jì)算。
式中: Q ——集中荷重的重量(包括附件及其索具重量)荷重按500kg(4900N)考慮;G ——承力索和牽引索重量;G=4.9kN;W ——承力索、牽引索單位長(zhǎng)度重量之和;β——索道支點(diǎn)間高差角;T——當(dāng)載運(yùn)物位于檔距中點(diǎn)時(shí),承力索的最大水平張力; N ——在支柱坐、右側(cè)的輔助拉線中,每側(cè)作用于支柱的垂直壓力,因采用雙人字圓木支架,不考慮打拉線故取N=0;α——承力索和牽引索后側(cè)固定拉線與地平面間的夾角,此處取值為45°;γ——人字形支柱兩支柱間的張角,以30°~40°為宜,此處取值為30°。
將數(shù)值代入公式7,得出支架上每根支柱的總壓力N總=22.94kN。
支架圓木規(guī)格的計(jì)算及選擇
式中:G——每根支柱中部以上的自重,取0.49kN;F——支柱中部的截面積;F=3.14×27.52/4=593.7cm2;d0——支柱中部的直徑;d0=(20+35)/2=27.5cm;d1——支柱的梢徑,取20cm;d2——支柱的根徑,取30cm;當(dāng)λ≤75時(shí),Φ=1-0.8(λ/100)2 ;當(dāng)λ>75時(shí),Φ=3100/λ2;λ——圓木支柱的長(zhǎng)細(xì)比;λ=l/43.6;l——圓木支柱的長(zhǎng)度,取300cm;[σ]壓——木材的容許壓應(yīng)力,選用楊樹取50.8N/cm2;Φ×F=503.4cm2≥=461.2cm2
撐桿選用梢徑為20cm,根徑為35cm,長(zhǎng)度為300cm材質(zhì)為楊樹做為人字形撐桿。經(jīng)計(jì)算滿足要求。
5.1.3 動(dòng)力部分 根據(jù)所受力計(jì)算結(jié)果,選擇使用5T卷?yè)P(yáng)機(jī)。該牽引機(jī)的持續(xù)最大引力為50kN,相應(yīng)速度為0.5m/s;持續(xù)最高牽引速度為1.2m/s。
6 索道架設(shè)
6.1 架空索道運(yùn)輸系統(tǒng)的安裝與調(diào)試流程:機(jī)具運(yùn)輸→清理通道→埋設(shè)地錨→支撐架安裝→承力索架設(shè)→牽引系統(tǒng)安裝→提料斗安裝(吊裝動(dòng)滑車組安裝)→系統(tǒng)調(diào)試→原材料運(yùn)輸。
6.2 索道運(yùn)輸系統(tǒng)的安裝與調(diào)試流程分述
6.2.1 清理通道:將架空索道走廊內(nèi)影響索道安裝或運(yùn)輸?shù)牡厣险系K物清理干凈,并對(duì)兩側(cè)料場(chǎng)及支撐架安置處的地面進(jìn)行平整。

責(zé)任編輯:電力交易小郭
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