節能式纜車制作論文

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山東省沂水縣蒙山主峰龜蒙頂旅游景點開發，是山東省人民政府確定的十大科研項目之一，計劃于1999～2003年實施。向主峰供水是開發蒙山的先決條件，山頂218m高的壽星巨雕堪稱世界之最。這兩項工程的地理環境惡劣，施工難度極大，所用建材運輸就是其中一大難題。經考察論證確定構筑物采用漿砌石結構方案，以充分利用當地石料，其他如水泥、黃沙等物料的運輸，途經懸崖峭壁和深谷，且距離電力線路遠。為此，我們研制了一種靠物料自重力運行的節能式纜車運料方法。

一、運料設備的選擇制作

本文以供水工程的三、四級泵房用料為例簡述。供水工程第一、二級泵房及第一配電室建筑材料可由人工挑扛，第五級泵房及第二配電室靠近山頂，蒙山車行道已修至主峰，可用汽車運往適當地方，再由人工挑扛至工地，惟有三、四級泵房處在懸崖之下，無法行人，經勘察論證確定采用纜索運至一定的地方后，由人工分別扛到三、四級泵房。纜索上端點位置在懸崖之上的“龍角”處，下端點位置選在三、四級泵房間的一座小山峰上。用經緯儀測量出上下兩端點間平距為282m、高差129m。擬采用單根鋼絲繩，穿過兩端點的固定滑輪，將繩頭編接在一起形成環形，運送物料時，從上端點綁扎物料，使物料依靠自重下滑到下端點，在下端點控制物料下行速度。

1．承重鋼絲繩的選擇

承重索需穿繞滑輪，宜用較柔軟易彎曲的細絲交互捻鋼線繩。承重索承受的荷載為所吊的荷重及承重索自重力，當荷載位于纜索跨度中央時，承重繩的撓度及工作張力達到最大值，工作張力由下式計算：

T=QL/4f+WL2/8f

式中T——承重繩的工作張力（N）；Q——所吊荷重（N），W——承重繩每米自重力（N／m）；L——纜索跨度，是指上、下兩支點的水平距離，本例L＝282m；f——承重繩的最大撓度（m）。

根據計算，選用13的6×（37～140）交互捻鋼絲繩。

2．其他構件的選擇

滑車：纜索兩端各用一個帶吊鉤的開口定滑車，以便于穿繩。為了減少鋼絲繩的彎曲應力，滑車直徑D與鋼絲繩直徑d的關系取D／d≥16，可求滑車直徑為208mm，選用D210mm起重量5t的定滑車，滑車槽直徑大于2倍鋼絲繩直徑。

倒鏈：用來收緊起重纜索。選用2個起重量5t的倒鏈，型號為WA5或SH5。

卡子：均選用型號為Y4－12的騎馬式卡子用做地錨繩連接以及鉤掛物料。

3．設備的制作安裝

支墩：本例纜索坡度為129∶282＝1∶2．2，坡度較陡。為使其端點穩定，在兩端較高處做漿砌石支墩，頂部呈傾斜面，坡度與繩索基本相同。在墩內埋設兩根L5×5的角鐵，高出墩頂約400mm，角鐵相間為滑車厚度＋10mm的間隙，滑車放在其間，以便滑車不偏斜。

地錨：因拉力較小，可分別在石支墩之后纜索兩頭延長線的完整巖石上打孔插鋼釬或利用大樹等作為地錨。當用鋼釬做地錨時，其插入巖石內深度不小于1．2m，并在孔內灌入水泥砂漿，使鋼釬與巖石牢固接合。外露鋼釬與地錨繩交成約120°角為宜，地錨繩要緊貼巖石拴在鋼釬上。

卸料臺：為了使料袋下滑至卸料處暫停及脫鉤，在承重繩下方離開下端點支墩適當地方（本例為6m）做卸料平臺，臺頂距承重繩500mm左右；垂直承重繩方向1000mm，平行承重繩方向600mm。

繩索安裝：安裝前檢查鋼絲繩、滑車及繩卡子等型號、質量是否符合設計要求，確認無誤后再行安裝。首先用鋼尺量出定滑車至地錨的長度，用地錨繩將地錨與定滑車連接起來。注意使繩頭連接處靠近滑車，以便觀察繩頭變化情況。然后把承重繩放入滑輪槽內（把穿越滑輪的上下股繩預先做上標記，以防扭結），利用兩倒鏈交替對承重鋼繩進行緊繩，緊到使跨中撓度為45％～50％最大工作撓度，采用編接法對其接頭進行連接，編結長度不小于80d（d為鋼絲直徑），而后吊2～3袋水泥，實測其撓度并與相應的計算工作撓度比較，或大，或小，則反過來調整緊繩撓度，如此反復調整2～3次，即可滿足要求。纜索安裝完畢，將鋼絲繩涂上黃油，并以實際最大吊重2倍的荷載作載重試驗20分鐘，無異常情況便可交付使用。

二、物料運送操作

1．對人員要求。參加人員須是身體健康、無高血壓病癥的青壯年，需戴安全帽，系安全帶，穿防滑鞋。

2．人員組成。裝料處1人，負責將水泥裝好袋（500kg／袋）的黃沙用騎馬卡子卡在承重繩上。卸料處2人，其中1人控制鋼索運行，另1人負責卸料。

3．物料運送工序。開始由控索者先將硬木棍別于離下滑車前0．5～0．8m處的鋼絲繩間，適當用力使棍繩產生摩擦。上料者把料鉤卡子固定在承重繩上，隨即把料袋掛在鉤上，之后料袋靠自重力下行帶動鋼絲繩下移。此過程依靠控索者控制下行速度，當下行到預定距離對控索者制動使纜索變慢直到停住，上料者立即把第二袋物料固定在承重繩上，依次進行下去，直至第10袋物料掛在繩上。當第一袋剛好到達卸料處，卸料者卸料的同時，上料者把第11袋物料又固定到了承重繩上，這樣下去便可不斷地把物料輸送到卸料處。

4．注意事項。運料速度控制在10～25m／min，開始時逐漸減少制動力，停止時需提前逐漸增大制動力，做到平穩運行，嚴禁緊急制動或沖擊，卸料時應先松卡子后脫料鉤，夜間停運應把纜索上物料全部卸去，六級以上風力時禁止吊運。

三、結語

山區施工中的物料運輸，有時需經險峻地段，或跨越深谷，利用人工挑扛都非常艱難或人力無法運送的情況下，采用上述簡易設備，可將物料圓滿地運往目的地。其特點：一是簡單易行，無需動力機構，便于操作；二是場地適應性強，險段狹谷更顯出其優越，不需修路；三是運輸速度快，蒙山供水施工中，3人每個工作日可運送物料8000kg，若從山下繞路人力往蒙山供水四級泵房扛料，3人每個工作日只能扛150kg；四是經濟，采用節能纜車運料節省運費13．9萬元，降低了勞動強度。該辦法在同類山區施工時，具有一定的參考價值。