精品4716输电线路工程货运索道工作索工况计算浅析.docx
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精品4716输电线路工程货运索道工作索工况计算浅析
4716.输电线路工程货运索道工作索工况计算浅析
输电线路工程货运索道工作索工况计算浅析
摘要:
在地形复杂的山区进行输电线路工程的建设,如何确保物料的有效运输是制约工程进度的主要问题。
货运架空索道是目前解决物料运输最经济、最便捷的方式之一。
在索道架设的过程中,施工队往往为了赶工期而仅依靠经验架设,忽视了对工作索的工况计算和校核,为索道的安全运行带来了一定隐患。
本文通过实例计算,希望能够对现场实际工作提供一些帮助。
关键词:
多跨单循环索道承载索牵引索返空索
概述:
本文以施工中应用较多的“多跨单循环索道”为研究对象,该型索道适用于最大载重量不超过2t,中间支架不超过7个,每跨跨度不超过600m,全长不超过3000m的远距离物料运输。
本文仅针对多跨索道中最不利载荷档的单件运输展开计算。
图1、多跨单循环索道运输现场布置示意图
1-始端地锚;2-圆木支点;3-索道牵引机;4-承载索;5-返空索;
6-牵引索;7-运输货车;8-支架;9-滑车;10-终端地锚
工作索工况计算:
多跨单循环索道工作索由承载索、牵引索、返空索组成。
承载索是在运输过程中承载货车及物重的钢丝绳。
一般采用同向捻“6×7钢丝+1纤维芯”型钢丝绳,其公称抗拉强度按1670MPa计算,安全系数取2.7。
牵引索是牵引货车在承载索上运行的钢丝绳。
一般采用同向捻“6×19钢丝+1纤维芯”型钢丝绳,公称抗拉强度仍为1670MPa,安全系数取4.5。
返空索是承载空载货车重力的钢丝绳,其材质与承载索完全相同,安全系数同样取2.7。
计算实例模型:
现有一段三跨单循环索道,如图2所示,AB段跨度为100m、高差为80m;BC段跨度为400m、高差为100m;CD段跨度为150m、高差为50m。
承载索取公称直径Φ20mm的钢丝绳,牵引索取Φ10mm的钢丝绳,返空索取Φ14mm的钢丝绳。
索道最大单件载重质量为600kg。
其工作索基本工况计算如下。
图2实例断面示意图
一、承载索
1、计算流程图
2、计算及校核
(1)求最大载荷时的计算载荷P计max
=
式中:
——冲击系数,取1.31;——最大载荷重量,kN;
——货车载荷重量,kN;——牵引索每米自重,kN/m;
——最大档跨度,m;——高差角,度;
根据图2,有=0.25,可推导出cos=0.97,Ф10牵引索的自重为3.62*10-3kN/m,最大载重质量为600kg,即5.88kN,货车自重3kg,即0.03kN,于是有:
(2)求无载荷时最大档的水平张力Ta
式中:
——中央弛度比,取0.05;
Ф20承载索的自重为13.72*10-3kN/m,于是有:
(3)求最大载荷时最大档的水平张力Tb
利用如下状态方程求解:
式中:
——承载索截面积,cm2;——承载索弹性模数,kN/cm2;
由于承载索选用公称强度为1670MPa的钢丝绳,可知=167kN/cm2,Ф20钢丝绳截面积为3.14cm2,于是有:
=24.54kN
(4)求最大载荷时各支架支点处最大张力Tmax
最大载荷时,各支架支点处张力为:
式中:
——承载索第i支支架支撑点到最大档低侧支架支撑点的高差,第i支支架较最大档低侧支架高度高时取正值,反之取负值;于是有:
(按照本例,第1支支架即为最大档低侧支架,因此高差为0)
经比较,
(5)承载索强度校核
根据公式校核
式中:
——承载索额定破断拉力,kN;——承载索安全系数,取2.7;
承载索选用公称强度1670MPa、公称直径Ф20钢丝绳,其额定破断拉力为221kN,于是有:
8.06>2.7,强度合格。
即承载索选取Ф20钢丝绳满足各项受力要求。
二、牵引索
1、计算流程图
2、计算及校核
(1)求牵引载荷重量P牵
(2)求最大载荷个数N
(结果舍尾取整)
已知,可得;
可得;于是有:
,所以最大载荷数为1。
(3)求牵引力T牵
由图2可知,最大,为0.63,于是有:
(4)求摩擦阻力T摩
式中:
——摩擦系数,取0.05;
由图2可知,最小,为0.78,于是有:
(5)求无载荷时水平张力T张
(6)求最大牵引力Tmax
(7)牵引索强度校核
根据公式校核,式中:
——牵引索额定破断拉力,kN;——牵引索安全系数,取4.5;
牵引索选用公称强度1670MPa、公称直径Ф10钢丝绳,其额定破断拉力为55.1kN,于是有:
>4.5,强度合格。
即牵引索选取Ф10钢丝绳满足各项受力要求。
三、返空索
返空索的计算及校核过程同承载索基本相同,限于篇幅,不再赘述。
结论:
在实际的施工中,现场技术员应根据具体工况条件进行计算,不应依赖以往经验冒然施工。
通过科学地计算及校核,能够保证索道在运输过程中的安全、稳定运行,对物料的有效运输提供了坚实的保障,为确保工程进度起到了积极的促进作用。
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