工程索道 課件匯 第0-3章 緒論 - 跑車與索道的附屬裝置

工程索

道

Engineering Ropeway森林工程 《工程索道》 40學(xué)時

2.5學(xué)分2

周教學(xué)實習(xí)(課程設(shè)計)土木工程 《懸索理論與索道吊裝》33學(xué)時

2.0學(xué)分交通運輸《索道運輸》33學(xué)時

2.0學(xué)分33學(xué)時

2.0學(xué)分交通工程 《客運索道》工程索道(選修課、公選課)33學(xué)時

2.0學(xué)分《工程索道》類課程教學(xué)安排

一、課程主要任務(wù)和要求內(nèi)容和要求；教學(xué)方法；教材與參考書二、索道在工程中的應(yīng)用1．何謂工程索道？2．客運索道在景區(qū)建設(shè)中的地位和作用3．林業(yè)索道優(yōu)越性與局限性三、國外索道發(fā)展與展望四、我國索道發(fā)展與展望五、客運索道的發(fā)展歷史六、我國客運索道的現(xiàn)狀I(lǐng)ntroductionIntroduction一、課程主要任務(wù)和要求

1．內(nèi)容和要求2．教學(xué)方法3．教材與參考書Introduction一、課程主要任務(wù)和要求

1．內(nèi)容和要求(1)了解工程索道的種類及其組成、工作原理和適用范圍。(2)

具備對索道機械選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計方案分析能力及局部創(chuàng)新技能。(3)

掌握索道側(cè)型設(shè)計的基本理論與索道設(shè)計方法等工程設(shè)計與運用能力。(4)具備索道勘測設(shè)計與安裝架設(shè)方面的基本知識和技能。(5)

掌握客運索道、滑索、貨運索道、林業(yè)索道、纜索起重機等裝備、設(shè)計與試驗的關(guān)鍵技術(shù)。(6)

通過工程索道研究的方法論，實現(xiàn)學(xué)生科學(xué)精神、探索創(chuàng)新精神培養(yǎng)。2．教學(xué)方法(1) 必修課或選修課．(2) 理論教學(xué)和教學(xué)實習(xí)相結(jié)合，有條件的，教學(xué)實習(xí)主要內(nèi)容：索道安裝架設(shè)、驗收投產(chǎn)、拆卸鋼絲繩短插、長接、無損檢測跑車結(jié)構(gòu)實踐索道絞盤機結(jié)構(gòu)實踐、操作和噪聲測試鋼索張緊度及拉力的測定索道虛擬仿真試驗(3) 獨立完成布置的作業(yè)．3．教材與參考書《工程索道》是四個國家級精品課程配套教材與“十三五”國家重點出版物出版規(guī)劃項目教材(

周新年，

周成軍，

鄭麗鳳，等著)。2020年10月由機械工業(yè)出版社首次印刷出版(978-7-111-66596-0)。3．教材與參考書1996-2007年教材：周新年．架空索道理論與實踐．北京：中國林業(yè)出版社，1996．獲2000年福建省科技進步二等獎．2008-2012年教材：周新年．工程索道與柔性吊橋――

理論

設(shè)計

案例．北京：人民交通出版社，2008．2013-2019年教材，

周新年．工程索道與懸索橋．北京：人民交通出版社，2013．加藤誠平著，張德義譯．林業(yè)架空索道計算法．北京：農(nóng)

業(yè)出版社，1965．А·И杜蓋爾斯基著，孫鴻范譯．架空索道及纜索起重機．北京：高等教育出版社，1955．吳鴻啟．客運架空索道安全技術(shù)．北京：人民交通出版社，1996．東北林學(xué)院．林業(yè)索道．北京：中國林業(yè)出版社，1985．索道圖冊(日、中、閩)等。世界文化遺產(chǎn)、道教圣地武當(dāng)山

6大景區(qū)之一的南巖宮大殿——玄帝殿毀于民國15年(1926)火災(zāi)。2003年6月17日，湖北省委、省政府將修復(fù)南巖宮玄帝殿列為“保護為主”的重點工程之一。玄帝殿修復(fù)工程，建筑面積658.19

m2，總投資641.68

萬元，所需的修復(fù)材料總重量約3

000

t，根據(jù)原汁原味的修復(fù)原則，從美國進口特大、特長花旗松金柱36根，其中最長12

m，直徑800

mm，重約5

t。武當(dāng)山特殊吊裝索道業(yè)主當(dāng)找到福建農(nóng)林大學(xué)交通學(xué)院時已是第

5

家了，我院就組織有關(guān)教授、專家和技術(shù)人員進行實地踏查、測量以及調(diào)研，經(jīng)多種方案比選，最終擬訂修建一條由飛升巖至南巖大殿(玄帝殿)西山墻外，沿懸崖深谷無人區(qū)，線路跨距約400

m，設(shè)計荷重6.76

t的貨運吊裝索道。有效解決了2大難題：特大、特長、特重金柱的吊裝；材料的運輸，確保龍頭香(國寶)、烏鴉嶺、賓館、飯店和停車場，以及游客旅游觀光的安全。單線循環(huán)吊廂式客運索道——建寧金饒山

2.1

km香蕉屬后熟型水果。國外：采收方法較先進，采用索道進行無著地采收，基本無機械傷。國內(nèi)：個體傳統(tǒng)采收蕉果易受機械傷；大面積連片種植的蕉區(qū)應(yīng)用香蕉采收索道。如廣西、海南等地。香蕉采收技術(shù)

香蕉采收索道作業(yè)流程為：當(dāng)蕉果采下后被掛在索道上

(

懸浮式運輸

)

，送到處理場，經(jīng)過落梳、清洗、消毒、修整、分級、晾干、真空保鮮、稱量、包袋裝箱等工序。香蕉采收軌道體系可降低機械損傷

20%

以上，工作效率提高30%。由于香蕉表皮美觀，蕉果售價提高

20%～30%?？梢怨?jié)省人力，避免肩挑手提的低效。除運用于香蕉采收，布滿蕉園的軌道還可用于香蕉生長期肥料等農(nóng)資的運輸。二、索道在工程中應(yīng)用

1．什么叫工程索道？2．客運索道在景區(qū)建設(shè)中的地位和作用3．林業(yè)索道優(yōu)越性與局限性二、索道在工程中的應(yīng)用

1．什么叫工程索道？工程索道包括貨運索道、客運索道、礦山索道、坑道索道、建筑索道、滑雪索道、纜索起重機和林業(yè)索道等。歸納起來，可以把它劃分為貨運索道、客運索道、林業(yè)索道和纜索起重機等

4

類。1．什么叫工程索道？林業(yè)索道指鋼絲繩架設(shè)在空中作為軌道，跑車懸吊其上，借以運輸木材?？瓦\索道系利用架空繩索支承和牽引客車運送乘客的機械運輸設(shè)施。貨運索道跟客運索道差不多，只不過貨運索道是用來運輸貨物的。纜索起重機一般用于地形較復(fù)雜的地方架設(shè)剛架拱、桁架拱類橋梁。這

4類索道承重和傳動工作結(jié)構(gòu)系統(tǒng)相同，索道設(shè)計計算理論和方法相同，架設(shè)技術(shù)的基本要求相同，只是因其運輸對象的不同而運載工具和名稱不同，相關(guān)技術(shù)參數(shù)要求不同。以纜索承重和纜索傳動為主體的機械化、半機械化運輸系統(tǒng)中的不同品種，這種系統(tǒng)稱為工程索道。?一條鋼索懸掛在支點之間形成的軌道,跑車(吊運車，吊椅、吊籃、吊艙、車廂等)借此集運木材(運送貨物，運送乘客)，這一系統(tǒng)稱為林業(yè)索道(貨運索道，客運索道)，可統(tǒng)稱為工程索道。2．客運索道在景區(qū)建設(shè)中的地位和作用

(1) 改善游客步行上山難保證游客有充沛的體力和充足的時間游覽觀光，充分體現(xiàn)了“旅宜速,游宜緩”的現(xiàn)代旅游特色。(2) 提高景區(qū)接待能力對于道路崎嶇且狹窄、險峻的景區(qū)，索道可減少游客在道路上的滯留時間，大大提高景區(qū)的接待能力。如：華山風(fēng)景區(qū)，距200

km左右的西安年接待

300

萬旅游者，只有

3

萬人到華山游覽，自從修建索道后，限制華山游客數(shù)量的交通瓶頸被打開，游客大增。(3) 擴大景區(qū)的游覽范圍索道可改善景區(qū)的交通狀態(tài)，使游客不受道路狀況、游覽時間的限制，擴大了景區(qū)游覽范圍，使人們盡情地欣賞大自然的無限風(fēng)光。(4) 加速游客周轉(zhuǎn)游客可當(dāng)日到地處比較偏僻，遠離城鎮(zhèn)，交通不便的景區(qū)觀賞日出和雪景等特殊景觀。通過拆除多余服務(wù)設(shè)施，可對景區(qū)重新規(guī)劃，同時凈化了環(huán)境，減少了污染。為逐步實現(xiàn)“山上游、山下住”較為科學(xué)、合理的旅游接待格局創(chuàng)造了條件。(5) 為景區(qū)發(fā)展提供資金來源為景區(qū)發(fā)展奠定了資金基礎(chǔ)。如：泰山

1＃索道，安全運行

15年，營業(yè)總收人約

22億，為基建投資的21倍,為泰山旅游事業(yè)的發(fā)展積累了大量的資金。3．林業(yè)索道優(yōu)越性與局限性(1) 優(yōu)越性

①

地形適應(yīng)性強(山高坡陡，溝谷縱橫，地形復(fù)雜);

②

修建、運營、維護費用低；

③

不受氣候和季節(jié)的影響，保證木材生產(chǎn)的均衡性;

④

對地表破壞小，利于水土保持和森林更新；

⑤

適應(yīng)各種集材方式(全懸、半懸)和集材方法(全樹、伐倒木、原條、原木、木片)順坡、逆坡集運木材,有利于木材的綜合利用；

⑥

將集材距離縮到最短，能捷徑運輸。

全懸增力式索道(K2-2，SJ-23)1─絞盤機；2─回空索；3─跑車；4─起重索；5─承載索．半懸增力式索道(K2-2，SJ-23)1─承載索；2─牽引索；3─跑車；4─回空索；5─絞盤機．⑵局限性①集材吸引范圍有一定限度；②

機動性差，安裝轉(zhuǎn)移花工大：架設(shè)

1條長

1000m的索道，需約40～50工·日；③

鋼索消耗量大：承載索(Skyline)消耗，集運

0.5～1萬m3的木材，

SKL就報廢了。林業(yè)索道集材工作示意圖100～160

m(理想

200

m)

1000

m三、國外索道發(fā)展與展望1．索道的發(fā)展史(1)

設(shè)備發(fā)展史—

4個階段①

遠古～19世紀中葉：啟蒙階段(藤索橋)；②

19世紀中葉～20世紀初：1859年，奧地利的霍恩·施泰設(shè)計了第1條鋼索架空集材索道：單跨短距離、重力式。1883年，Washington發(fā)明了第1臺集材絞盤機；③

20世紀初～50年代：動力索道探索階段；④

20世紀50年代～現(xiàn)在：發(fā)展應(yīng)用階段。(2)

理論發(fā)展史—

4種理論①

17世紀：意大利的天文、物理學(xué)家伽利略第1個進行研究懸掛在兩支點的線型設(shè)計問題，幾何學(xué)家Janes

Bemall等人于1691年提出了懸鏈線理論；②

1794年，F(xiàn)uss提出了拋物線法。1862年由后人形成了拋物線理論；③

1981年，中國的倪元增等人提出了單跨攝動法理論；④

1983年，中國的單圣滌等人提出了單跨懸索曲線理論。現(xiàn)行4種索道設(shè)計理論①

杜氏(蘇)、加氏(日)、堀氏(日)、周氏

(中)單跨或多跨拋物線理論。А·И杜蓋爾斯基(蘇)

．架空索道及纜索起重機．孫鴻范譯．北京：高等教育出版社，1955．加藤誠平(日)

．林業(yè)架空索道計算法．張德義，關(guān)承儒譯．北京：農(nóng)業(yè)出版社，

1965．堀高夫(日)．懸索理論及其應(yīng)用．張育民譯．北京：中國林業(yè)出版社，1992．周新年．架空索道理論與實踐．北京：中國林業(yè)出版社，1996．設(shè)計 案例

．北京：人民交通周新年．工程索道與柔性吊橋―理論出版社，2008．周新年．工程索道與懸索橋．北京：人民交通出版社，2013．現(xiàn)行4種索道設(shè)計理論②張氏(中)、周氏

(中)的單跨懸鏈線理論。倪元增．索道的懸鏈線理論及其應(yīng)用．東北林學(xué)院學(xué)報，1978，6(1)：73-90．張應(yīng)春．懸鏈線與單跨懸索張力的研究．林業(yè)科學(xué)，1979，15(3)：205-214．周新年．架空索道理論與實踐．北京：中國林業(yè)出版社，1996．設(shè)計

案例

．周新年．工程索道與柔性吊橋―理論北京：人民交通出版社，2008．周新年．工程索道與懸索橋．北京：人民交通出版社，2013．③

單氏(中)的單跨懸索曲線理論。單圣滌．懸索曲線理論及其應(yīng)用．長沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社，1983．周新年．架空索道理論與實踐．北京：中國林業(yè)出版社，1996．單圣滌．工程索道．北京：中國林業(yè)出版社，2000．設(shè)計

案例

．周新年．工程索道與柔性吊橋―理論北京：人民交通出版社，2008．周新年．工程索道與懸索橋．北京：人民交通出版社，2013．現(xiàn)行4種索道設(shè)計理論④

倪氏(中)的單跨攝動法理論。倪元增．索道的攝動法計算．林業(yè)科學(xué)，1981，17(2)：202-208．周新年．架空索道理論與實踐．北京：中國林業(yè)出版社，1996．周新年．工程索道與柔性吊橋―理論

設(shè)計

案例

．北京：人民交通出版社，2008．周新年．工程索道與懸索橋．北京：人民交通出版社，2013．現(xiàn)行4種索道設(shè)計理論2．索道生產(chǎn)現(xiàn)狀①

固定式：主伐(皆伐、擇伐和漸伐)；三角形集材索道；②

移動式：擇伐(小型Yarder)；皆伐(大、中型Yarder)；③

起重臂式(履帶式)：皆伐。3．索道發(fā)展存在的問題及對策經(jīng)濟效益①

客觀方面：經(jīng)濟效益同社會、生態(tài)效益之間的矛盾；②

人力方面：工資上升，導(dǎo)致技術(shù)水平提高。生態(tài)限制①

全懸式：對地表破壞??；②

半懸式：對地表破壞中等；③

絞盤式：對地表破壞大。4．索道發(fā)展的趨勢和展望(1)

索道發(fā)展趨勢①

經(jīng)濟化：發(fā)展單跨索道；②

自動化：軟件設(shè)計、遙控操作、帶架桿式絞盤機的架設(shè)；③

實用化：索道→飛艇集材發(fā)展。(2)

發(fā)展索道應(yīng)注意的幾個方面①

應(yīng)用須以國情為基礎(chǔ)；②

營建林道仍是急需；③

發(fā)展中國家的特點：林道網(wǎng)少，固定式索道向飛艇發(fā)展。結(jié)束語：中國可以擠身于林業(yè)發(fā)達的國家。四、我國索道發(fā)展與展望n1．發(fā)展史①

4世紀，以藤條為繩，以竹篾織纜，跨越河流作交通運輸；②

17世紀中葉出現(xiàn)鋼索，20世紀初我國礦山索道已獲應(yīng)用；③

20世紀40年代,林業(yè)架空索道在我國臺灣省阿里山林區(qū)使用;④

1956年，“維仙”(Wyssen KJ-3)在東北引進；1958年，福建省順昌縣九龍山伐木埸開始使用；⑤

60年代后期至70年代，索道大量推廣應(yīng)用。福建省1976年統(tǒng)計有689條(560

km)；1979年，全國有3

047條。索道形式有：短距離小集中或集材用輕型松緊式；長距離集材用半自動；中距離集運材用纜機增力式；間伐材集運材用曲線循環(huán)運行式?？傊?，南方索道發(fā)展較快。過去“北車(拖拉機)南索(索道)”，現(xiàn)不單一，注意經(jīng)濟效益，力求“能車則車，能索則索”。1986年吉林八家子林業(yè)局選用福建林學(xué)院研制的遙控索道集運材(北方山帽材約占10

%，現(xiàn)采用索道集材)；索道事故約是地面集材事故的6倍，應(yīng)“能地不索，必索不地”，因地適宜選擇集材方式方法。2．發(fā)展趨勢⑴

改善傳統(tǒng)舊設(shè)備①

提高機動性：帶鋼架桿自走式代替固定式絞盤機；②

日趨短索道：路網(wǎng)密度增加，多跨逐漸變成單跨；③

提高安全性：鋼索張力過載報警器、鋼索探傷儀應(yīng)用；④

新技術(shù)應(yīng)用：帶抓鉤遙控跑車，遙控絞盤機研制使用。⑵

創(chuàng)新研制集運材新裝置①

氣球集材：林地條件相同，其集材成本約為鋼索集材的2～3倍，同樣要鋼索和絞盤機，但起重量大。國外已鑒定但未推廣；國內(nèi)尚未應(yīng)用(1979年黑龍江省帶嶺林業(yè)局進行過氣球集材試驗)；②

直升飛機集運材(廣東用過直升飛機運材)：成本高，只適用于集運貴重的木材；③

飛艇(又稱“空中起重機”)：近幾年北美、西歐發(fā)展較快。它是利用直升飛機提升木材，利用氣球平衡吊重(木材)。五、客運索道發(fā)展歷史

§我國是客運索道的發(fā)源國，歷史上可追溯至春秋戰(zhàn)國時期。我國川西和藏東一帶的山區(qū)，用藤索、竹索作為軌道的“

溜索”，

從遠古時代一直沿用至1958年才逐漸消失。這種索道架設(shè)于懸崖峭壁之上，跨越幽深峽谷，用來“溜人”或“溜物”。現(xiàn)代客運索道最早于1894年出現(xiàn)在意大利。此后在瑞士、德國、日本、前蘇聯(lián)相繼建成了客運索道。據(jù)《國際纜索運輸雜志》統(tǒng)計，截至2001年年底，全世界客運索道達3.2萬條。其中美國4

147條，法國4

040條，奧地利3

473條，日本3455條，意大利3

124條，瑞士2

101條，德國1

670條。美國的索道工程師們早在1986年便開始著手研究和設(shè)計用于月球采礦運輸?shù)摹疤账鞯馈?。日本欲造“天梯?.6萬km纜繩接衛(wèi)星2008年日本欲造“天梯”3.6萬km纜繩接衛(wèi)星，運輸物資也可載人，所耗能量為宇宙飛船發(fā)射的1%，運人僅為航天飛機的0.25%。纜繩必須輕便又堅固的碳納米管纖維材料，是鋼強度的180倍。為了保持平衡，在衛(wèi)星背向地球的一側(cè)也要架設(shè)數(shù)萬km的索道，造價為93億美元。六、我國客運索道發(fā)展現(xiàn)狀§索道是一種古老而年輕的交通運輸機械，現(xiàn)代卻成了一種空中載人運貨的現(xiàn)代化交通運輸工具。改革開放以來，我國客運索道從無到有，各種客運索道的形式也趨于完備。我國客運索道累計數(shù)年 度197919901998200620152020202520302035歷 年累計數(shù)231197418747896107512901548注：1．1979-1998年據(jù)《中國索道》2001(3)統(tǒng)計。2

．2005-2015年的數(shù)字由中國索道協(xié)會《中國索道史》提供。3

．2020-2035年5年增長率按20%得出。建

議網(wǎng)上閱讀：1999年10月24日，中央臺《實話實說》播出的索道論談。2位專家：王慶武索道教授北京大學(xué)風(fēng)景專家謝凝高教授本章小結(jié)一、重點：反復(fù)講解，講深講透1．什么叫工程索道？2．與拖拉機集材相比,林業(yè)架空索道有何優(yōu)越性和局限性。3．客運索道在景區(qū)建設(shè)中的地位和作用。二、難點：注意對比，深入淺出1．國外林業(yè)索道發(fā)展趨勢。2．從改善傳統(tǒng)舊設(shè)備和創(chuàng)新研制集運材新裝置看我國林業(yè)索道科技的發(fā)展。三、疑點：提出思考，預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)1．客運索道開發(fā)的基本步驟。2．福建省客運索道的發(fā)展前景。四、思考和討論題：15題見：國家本科精品課程《工程索道》網(wǎng)站：§五、預(yù)習(xí)架空索道的基本類型及適用條件：P10-P20。啟蒙階段(古代)－藤索橋三角形集材索道工作原理圖1—絞盤機；2—主柱；3—起重牽引索；4—松緊索；5—回空索； 6—跑車； 7—副柱1； 8—副柱2．第一章 架空索道類型與標記Chapter 1KindandMarkof

Cableway工程索道包括客運索道、貨運索道、林業(yè)索道和纜索起重機等4類。

林業(yè)索道目的是為了集運木材，索系比較復(fù)雜，所以從貨運索道單列出來。l

纜索起重機是應(yīng)用于起重運輸工程中的架空索道，具有直接起重、升降重物的能力，用在林業(yè)中被稱之為增力式集材索道。l

貨運索道的索系比較簡單，采用了客運索道的技術(shù)與設(shè)備。l 本章重點：l客運索道和林業(yè)索道的基本類型、工作原理和適用條件，索系圖的繪制、標準和標記。一、客運索道的定義與分類利用架空繩索支承和牽引客車運送乘客的機械運輸設(shè)施，稱客運架空索道，簡稱客運索道。Section1 客運索道類型及其工作原理客運索道的分類二、客運索道與貨運索道的相同點與不同點相同點：

①

懸索的設(shè)計理論②

索道索系：往復(fù)式；循環(huán)式③

工作結(jié)構(gòu)與架設(shè)技術(shù)不同點：客運索道貨運索道服務(wù)對象人貨鋼絲繩結(jié)構(gòu)線接觸(異徑絲)點接觸(等徑絲)動力源大圓盤驅(qū)動機絞盤機(卷揚機)安全性、耐久性高低造 價高低三、客運索道類型及其工作原理l 單線循環(huán)吊椅(吊籃)式l 單線脈動循環(huán)吊艙組式l 單線自動循環(huán)吊艙式l 往復(fù)式l 拖牽式單線循環(huán)吊椅式客運索道－三明麒麟山單線循環(huán)吊籃式客運索道－福州鼓山1．單線循環(huán)吊椅(吊籃)式客運索道單線循環(huán)吊椅式客運索道，是在

1根無極連續(xù)循環(huán)運行的牽引且支撐吊椅的運載索上，按一定的間距懸掛1個固定吊椅，乘客坐在吊椅上作空中旅行。單線循環(huán)吊椅式客運索道的工作原理單線脈動循環(huán)吊艙組式客運索道2．單線脈動循環(huán)吊艙組式客運索道當(dāng)車組進站時，索道減速運行，乘客上下車；車組出站時，索道加速在線路上運行．適合沿線支架跨距大、距地面較高的線路，上下車方便。單線脈動循環(huán)吊艙組式客運索道的工作原理單線自動循環(huán)吊艙式客運索道華山自動循環(huán)吊艙式客運索道(站點)3．單線自動循環(huán)吊艙式客運索道由鋼絲繩帶動客車在線路上高速運行。進站時，活動抱索器通過站口安裝的脫開器打開抱索器，使客車與鋼絲繩脫離，并由抱索器上的滾輪轉(zhuǎn)移到站內(nèi)軌道上運行。1、8─站房； 2─軌道； 3─驅(qū)動機；4─運載索；5─支架；6─吊廂；7─迂回輪往復(fù)式客運索道4．往復(fù)式客運索道l往復(fù)式客運索道在線路左右兩側(cè)各有

1

個車廂，2

個車l 廂在同

1

根牽引索的牽引下沿各自的承載索上、下往復(fù)運行。當(dāng)

1輛車由下站開往上站時,另

1輛車則由上站開往下站

。往

復(fù)

式

客

運

索

道

工

作

原

理上站

2-承載索

3-牽引索

4-下站5-平衡錘

6-車廂

7-支架

8-驅(qū)動機拖牽式客運索道5．拖牽式客運索道l 滑雪者站在滑雪板上沿著雪地滑動，并用手握住一段輔助索末端的拖牽器。拖

牽

式

客

運

索

道

工

作

原

理游

客

2

-

拖

牽

器

3

-

運

載

索常見各種客運索道主要技術(shù)參數(shù)的比較單線循環(huán)吊椅

式單線脈動循環(huán)吊艙組式單線自動循環(huán)吊艙式承重和牽引分開的單客箱往

復(fù)

式承重和牽引分開的車組往

復(fù)

式承重和牽引合一的車組往

復(fù)

式運行速度/m·s-11.0～1.3站內(nèi)0.3～0.4站外站

內(nèi)0.2～0.4站

外最高達12最高達122～53～

43～

7運載工具定員/人1、2、464、68+1～100+1(17+1)×36×3單向小時客運量/人·h-1300～700300～500≥700～1000300～1100200～900200～300安全

性較高高較差高高高乘坐舒適性好好好差較好好對地形適應(yīng)性差較好好好好好Section

2架空索道組成和類型l 索道主要組成及其作用l 索道類型一、索道主要組成及其作用1．鋼索：供跑車行走、牽引跑車運行、捆掛木材等；2．跑車：吊運木材的裝置；3．絞盤機：索道的動力設(shè)備；4．支架(活立木、木架或鋼支架等)：起支撐承載索保持懸空狀態(tài)；5．鞍座(直線或拐彎鞍座)：承托承載索且減少其撓度；6．止動器：固定在承載索上，使跑車在預(yù)定位置停止，以便拖集木材和卸材；7．滑車：承托、轉(zhuǎn)向、拉緊鋼索等作用。二、索道類型1．按架設(shè)情況分：單跨、多跨索道。2．按線索分：單、雙線，單、雙、三、四索。3．按工作用途分：集材索道(JS)具有拖集、升降、運輸能力；裝車索道(ZS)具有升降、運輸能力；運材索道(TS)僅具有運輸能力。①

集材索道：全自動(YP2.5-A)，半自動(KJ3、MS4、GS3)，全懸、半懸增力式，松緊式等用于皆伐；承載—牽引式用于間伐材集運材。②運材索道：單索、單線雙索循環(huán)式。Section3 架空索道標準與標記l 索道標準和標記l 索道索系圖與標記實例1．集材索道⑴

兩端固定式索道⑵

松緊式索道⑶

運行式索道2．運材索道一、索道標準和標記

標準：LY501－80標記：起重方式：單獨起重標L(不是不標)牽引方式：開式牽引標K(KJ3)閉式牽引標B(GS3)起重量(噸力)/增力倍率(不增力不標)索道用途：集材索道

JS;

運材索道

TS;

裝材索道

ZS各種跑車的起重量與絞盤機的牽引力跑車類型起重量

(t)絞盤機類型牽引力

(t)K23J3(J3-B)3K2-22閩林821、SJ-233MS44閩林781(武夷、社隊、工農(nóng))2GS3CB-13QJ-111YP2.5-A2.5還有0.5、3.0、5.0

t等K13簡易跑車1KJ3順坡集材索道KJ3-B順坡集材索道圖1─7

KJ3架空索道1─承載索；2─直線鞍座；3─集材止動器；4─絞盤機；5─牽引索．標記：

單線雙索

JS－3－K二、索道索系圖與標記實例圖1─8

MS4架空索道1─絞盤機；2─牽引索；3─集材止動器；4─拐彎鞍座；5─承載索；6─跑車；7─卸材止動器．標記：

單線雙索

JS

－

4

－

KGS3單跨直線過河運材索道(

福建省沙縣青州木材轉(zhuǎn)運站)GS3雙跨拐彎集材索道圖1─9

GS3架空索道1─集材止動器；2─承載索；3─拐彎鞍座；4─跑車；5─卸材止動器；6─絞盤機；7─閉式牽引索．標記：

單線三索

JS

－

3

－

BL遙控集運材索道圖1─10

YP2.5-A遙控索道1─絞盤機；2─拐彎鞍座；3─帶握索器遙控跑車；4─閉式牽引索；5─承載索．標記：單線三索

JS

－

2.5

－

BL待集材的伐區(qū)回空落鉤捆掛重載運行"

材全懸增力式順坡集材索道圖1─11全懸增力式索道(K2-2，SJ-23)1─絞盤機；2─回空索；3─跑車；4─起重索；5─承載索．標記：

單線三索

JS

－

2/2

－

KL半懸增力式逆坡集材索道圖1─12半懸增力式索道(K2-2，SJ-23)1─承載索；2─牽引索；3─跑車；4─回空索；5─絞盤機．標記：

單線三索

JS

－

2/2

－

K圖1─13

天然林擇伐集材索道(2個K2-2,閩林821)1─承載索；2─閉式牽引索；3─小耳環(huán)；4─跑車；5─大耳環(huán)；6─限位器；7─定位跑車；8─起重索；9─雙輪托索器；10─隔離器；11─回空索；12─絞盤機．標記：

單線四索JS

－

3/4

－

BL圖1─14

單索型松緊式索道(QJ-11，簡易跑車)1─絞盤機；2─承載索；3─簡易跑車．標記：

單線單索

JS

－

1

－

K單線雙索松緊式集材索道圖1─15雙索型松緊式索道(工農(nóng)781，簡易跑車)1─簡易跑車；2─承載索；3─絞盤機；4─回空索．標記：

單線雙索

JS

－

1

－

K圖1─16

與集材拖拉機配合使用的運行式索道(集材拖拉機，簡易跑車)1─回空索；2─牽引索；3─跑車；4─集材拖拉機．標記：

(單線)單索型

JS

－

1

－

B圖1─17

與雙卷筒自走式絞盤機配合使用的運行式索道(XJ自行式，簡易跑車)1─回空索；2─牽引索；3─跑車；4─吊鉤止動器；5─夾索卡子(原位)；6─自走式絞盤機．標記：

(單線)雙索型

JS

－

1

－

K圖1─18

SJY-3運行式集材索道(閩林821，CB-1跑車)1─絞盤機；2─牽引索；3─開閉器；4─跑車；5─回空索；6─轉(zhuǎn)向滑車；7─聯(lián)索器；8─游動索；9─木捆．標記：

(單線)雙索型

JS

－

3

－

K圖1─19

單索曲線循環(huán)式運材索道(摩擦卷筒絞盤機，簡跑)1─帶摩擦卷筒絞盤機；2─木捆；3─齒形滑輪；4─循環(huán)牽引索．標記：

(單線)單索

TS

－

0.4

－

B圖1─20

單線雙索循環(huán)式運材索道(摩擦卷筒絞盤機，簡易跑車)1─絞盤機；2─卸車臺；3─鞍座；4─跑車；5─托索星輪；6─循環(huán)牽引索；7─承載索．標記：

單線雙索

TS

－

0.4

－

B本章小結(jié)l 一、重點：反復(fù)講解，講深講透lll1．客運索道與貨運索道有什么相同點與不同點？2．架空索道由哪些主要設(shè)備組成，各設(shè)備功能如何？3．全懸增力式、半懸增力式索道索系圖及其標記。l 二、難點：注意對比，深入淺出lll1．索道基本類型及其適用條件，索道索系圖的繪制、標準和標記。2．天然林擇伐索道結(jié)構(gòu)與工作原理。3．客運索道有哪幾種類型？各類的工作原理怎樣？三、疑點：提出思考，預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)1．集材索道與運材索道區(qū)別。2．索道索系圖繪制。四、思考和討論題：15題見：國家本科精品課程《工程索道》網(wǎng)站：五、預(yù)習(xí)鋼絲繩與索具：P51-P62。本章小結(jié)祝同學(xué)們身體健康！第二章

鋼絲繩與索具Section

1 鋼絲繩類型及其結(jié)構(gòu)Section

2 鋼絲繩的機械性能Section

3 國外索道用鋼絲繩評述Section

4 林業(yè)索道所用鋼索的選擇Section5 鋼索的使用與管理Section6 鋼索的連接與索具Section

1 鋼絲繩類型及其結(jié)構(gòu)一、鋼絲繩的基本知識1．什么叫鋼索？數(shù)根鋼絲或數(shù)股鋼絲按一定順序，繞著一個索芯捻制而成，稱為鋼絲繩，簡稱鋼索。2．鋼索的作用和組成⑴作用鋼索是索道重要組成部分，關(guān)系到索道性能與生產(chǎn)安全。⑵組成鋼絲：強度高，安全系數(shù)大，但彎扭低；繩股：普通6×19(圓形)；繩(索)芯：金屬芯，麻芯(柔軟、貯油潤滑)。Section

1 鋼絲繩類型及其結(jié)構(gòu)一、鋼絲繩的基本知識3．直徑與捻(節(jié))距直徑：標準所列鋼絲繩公稱直徑或稱名義直徑，指其外接圓直徑。Section

1 鋼絲繩類型及其結(jié)構(gòu)一、鋼絲繩的基本知識捻(節(jié))距

t：從某一股(設(shè)為第

1

股)的某一點繞索芯旋轉(zhuǎn)1

周，至第

7

股(仍是原股)的相應(yīng)點間的直線距離稱之。4．鋼索的標記鋼絲繩

6×19－28－155－特－光－右交(GB1102－1974)捻制類型及方向鋼絲表面狀態(tài)(光面U，鍍鋅B)鋼絲繩級別，適用時(鋼絲公稱抗拉強度)芯結(jié)構(gòu)鋼絲繩結(jié)構(gòu)尺寸(鋼絲繩公稱直徑)本示例及本標準其它部分各特性之間的間隔在實際應(yīng)用中通常不留空間。芯結(jié)構(gòu)：天然纖維芯NFC，合成纖維芯SFC，鋼絲股芯W(wǎng)SC。捻制類型及方向：右捻Z，左捻S。第1個字母代表鋼絲在股中的捻制方向，第2個字母代表股在鋼絲繩中的捻制方向。Section1 鋼絲繩類型及其結(jié)構(gòu)二、鋼絲繩類型與結(jié)構(gòu)1．按用途分：普通、航空、電梯。2．按結(jié)構(gòu)分：圓股、封閉、異型股。3．按表面特征分：敞露式、密封式、半密封式。)!:Ill

}1)(1

1:.,3

l－＇可，Section

1 鋼絲繩類型及其結(jié)構(gòu)二、鋼絲繩類型與結(jié)構(gòu)4．按捻制方法分⑴

單股索：數(shù)根鋼絲繞著一個索芯捻制而成稱為單股索。⑵

多股索：數(shù)股繩繞著一個索芯捻制而成的鋼索稱為多股索。雙繞索：由一層繩股繞著一個索芯捻制而成的鋼索稱為雙繞索。它分成順繞索、交繞索、混合繞索。①

順繞索：絲繞股、股繞索方向相同；②

交繞索：絲繞股、股繞索方向相反；③

混合繞索：相鄰股內(nèi)捻繞方向相反。Section

1 鋼絲繩類型及其結(jié)構(gòu)二、鋼絲繩類型與結(jié)構(gòu)圖2─1

雙繞索捻向和捻法a順右 a′

順左b交右

b′

交左 c

混右返回結(jié)構(gòu)與性能絲繞股、股繞索表面鋼絲與索軸線柔軟性耐磨性扭轉(zhuǎn)性順

繞

索同

向斜

交好好大交

繞

索反

向平

行較

差差小混合繞索相鄰股繞向相反斜交、平行相間中中中Section2 鋼絲繩的機械性能一、抗拉強度與破斷拉力1．抗拉強度σb(MPa)GB1102－1974規(guī)定：鋼絲公稱σb為1

400、1

550、1

700、850MPa和2

000MPa共

5

種。GB/T

20118－2006規(guī)定：鋼絲公稱σb為1

570、1

670、1

770、1

870、1

960

MPa

和160MPa共

6

種，常用前

4

種。一、抗拉強度與破斷拉力2．破斷拉力TP(N)由于捻繞鋼絲受損與結(jié)構(gòu)緣故：TP=σb·F·CT式中σb—鋼絲的抗拉強度；F—鋼絲的橫截面面積總和；CT—鋼索拉力的降低系數(shù)：CT=0.8～0.9，對于6×19股的鋼索為0.85。GB1102－1974(GB/T

8918－1996)可查得，鋼絲破斷拉力總和σbFK；鋼索破斷拉力降低系數(shù)(亦稱捻繞率)，對6×19鋼索，CT＝0.85，從而得到鋼索的破斷拉力。鋼絲繩新標準(GB/T

20118－2006)可直接查出鋼絲繩最小破斷拉力TP。二者的結(jié)果并非一致，這是不同鋼絲繩標準的不同之處。鋼絲繩機械性能與參數(shù)(GBT

20118－2006).docSection

2 鋼絲繩的機械性能二、彈性伸長與彈性模量彈性伸長量符合虎克定律TLEK

F

S

L

鋼絲的彈性橫量：E

=2.16×105

MPa

。鋼絲繩的彈性模量：

E

K

=(0.9～1.1)×105MPa。EKF

L

TLSection

2 鋼絲繩的機械性能二、彈性伸長與彈性模量①

與使用時間有關(guān) 新索

EK↓(0.9～1.0)×105；舊索

EK↑(1.0～1.1)×105

常規(guī)

1.0×105。②

與結(jié)構(gòu)關(guān)系簡單

EK↑：單繞

EK=(0.65～0.85)E；復(fù)雜

EK↓：雙繞

EK=(0.35～0.60)E。③

與跨距l(xiāng)0大小有關(guān)(由于支點位移)長

EK↑：(0.9～1.0)×105；短

EK↓：l0＜200m E

K=0.65×105；吊索：

l

0

＜75

mE

K=(0.15～0.35)×105。④

與安裝拉力大小 預(yù)張力To↑，E

K

↑；預(yù)張力To↓，E

K

↓。Section

2 鋼絲繩的機械性能三、剛性與旋轉(zhuǎn)1．剛性阻力抵抗彎曲的力。鋼絲彈性力，鋼絲間摩擦阻力形成。Pzh=f

T式中

f

—剛性系數(shù)，對于雙繞索。10(D

10)d

2

(1

1200

/

T

)f

滑輪(卷筒)D使鋼索彎曲，為使Pzh↓，則D↑，索d↓。在破斷負荷作用下，從受應(yīng)力最大的鋼絲和繩股逐漸破斷。。魯浜公式與實測值接近：f

0.09d(1

500)D TSection

2 鋼絲繩的機械性能三、剛性與旋轉(zhuǎn)2．旋轉(zhuǎn)由于鋼索屬纏繞而成，拉伸負荷使之產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。其旋轉(zhuǎn)扭矩為M=GcTdGS3索道的起重索常是松散而報廢。其扭矩M與鋼索結(jié)構(gòu)、鋼絲直徑、數(shù)量、捻距、捻向、載荷情況和鋼索的新舊程度等。因素有關(guān)。Gc為鋼索的旋轉(zhuǎn)系數(shù)，對于6×19股鋼索：順繞索Gc=0.144，交繞索Gc=0.075。返回Section

3 國外索道用鋼絲繩評述一、索道用鋼絲繩的定義鋼絲繩是一種多用途的線材制品。鋼絲繩及鋼絲繩制品（鋼纜、鋼絲繩網(wǎng)具、鋼絲繩索具、引繩器等）。密封鋼絲繩按用途分2類：用作礦山井筒提升容器的導(dǎo)軌；用作貨(客)運索道和起重機承載索與牽引索，以及吊橋懸索。點接觸鋼絲繩：同徑絲捻制；線接觸鋼絲繩：異徑絲捻制。線接觸比點接觸鋼絲繩的承載能力高25%。國際索道協(xié)會建議：往復(fù)式客運索道承載索不允許有接頭，必須整根的。國內(nèi)外線材制品企業(yè)可生產(chǎn)每根最大長度2

000

m左右。長距離往復(fù)式客運索道必須分段建設(shè)。Section

3 國外索道用鋼絲繩評述二、美國索道鋼絲繩的使用美國“虎牌”鋼絲繩用于大、巨型電鏟提運，我國霍林河、安太堡、準格爾等大型現(xiàn)代化煤礦應(yīng)用。美國鋼公司等國外著名的線材制品企業(yè)強調(diào)“合理用繩”、“優(yōu)繩善用”的原則。設(shè)計系數(shù)的確定，使得鋼絲繩的初始強度對額定負載有一足夠比例，在鋼絲繩被更換下來后仍保持足夠的強度，以防斷繩事故的發(fā)生。承載索：固定的最小設(shè)計系數(shù)

3.0運動的最小設(shè)計系數(shù)

2.5牽引索：固定的最小設(shè)計系數(shù)

5.0平衡索：最小設(shè)計系數(shù) 6.0Section

3 國外索道用鋼絲繩評述三、日本索道鋼絲繩的使用日本東京制鋼株式會社始建于1887年，約占日本鋼絲繩總產(chǎn)量的30%。國內(nèi)著名的黃山、泰山、峨嵋山等客運索道用鋼絲繩均為日本產(chǎn)品。一切從“最佳值”目標出發(fā)，來研制和生產(chǎn)鋼絲繩。著力研究大型起重機、高揚程用鋼絲繩。針對鋼絲繩的不同使用條件，選用不同類型的油脂。重視對鋼絲繩結(jié)構(gòu)、品種的開發(fā)和研究工作。重視研究、滿足用戶對鋼絲繩各種性能的專項要求。Section

3 國外索道用鋼絲繩評述四、英國索道鋼絲繩的使用波來頓鋼絲繩公司有百年以上生產(chǎn)架空索道鋼絲繩的經(jīng)驗。我國四川峨眉山萬年寺客運索道應(yīng)用。五、礦用運輸架空索道1．單纜架空索道：用一根無極繩，即用于承載吊籃、又起牽引作用。2．雙纜架空索道：使用的獨立承載索和獨立牽引索，通常選用密封鋼絲繩。返回Section

4 林業(yè)索道所用鋼索的選擇一、索道對鋼絲繩的一般要求林業(yè)索道具有載量大、距離長、露天作業(yè)、移動頻繁、易受各種沖擊等特點，對鋼索的一般要求為1．耐拉力強，耐疲勞能力強，耐腐蝕；2．具有較大的抗磨性和抗橫向沖擊能力；3．表面盡可能平滑、柔軟，便于搬遷；4．易于插接，不自轉(zhuǎn)，不回捻。Section

4 林業(yè)索道所用鋼索的選擇二、索道中各索的選擇及其要求從工藝要求和經(jīng)濟條件出發(fā)1．承載索

(

SKL

=

Skyline，Φ28

)

：支承著索道的全部荷重，要求具有高強度、抗沖擊及抗橫向壓力的能力，表面平滑而耐磨。故最好選用密封式鋼索，但此類鋼索價格高、柔性差，不能插接，則林區(qū)很少采用；其次宜選順繞索，但此類鋼索生產(chǎn)數(shù)量少且宜于扭結(jié)；現(xiàn)廣泛采用6×19+1纖維麻芯交繞索。2．起重索

(LFL

=Liftline，Φ14)：由于頻繁升降、拖集、全懸工作，除應(yīng)具有抗拉外，應(yīng)在工作中不產(chǎn)生回捻扭結(jié)和自轉(zhuǎn)松散，故應(yīng)選雙繞交繞索，既經(jīng)濟又實用。Section

4 林業(yè)索道所用鋼索的選擇二、索道中各索的選擇及其要求3．牽引索

(

HAL

=

Haulline，Φ12

)

與回空索

(

HBL

=Haulback

Line，Φ10)：因經(jīng)卷筒的收放和多個導(dǎo)向滑輪的彎曲、橫向擠壓和拉伸，要求表面平滑、柔軟。故閉合式牽引選用順繞索

(

循環(huán)索ELL

=Endlessline，Φ10

)

，往復(fù)式牽引選用交繞索為好。4．捆木索、繃索、吊索等：應(yīng)具有一定強度且柔軟，可在報廢鋼索中截取較好的一段，比較經(jīng)濟。有的班組為少換捆木索，用新索Φ14是不經(jīng)濟的，可采用舊索多條預(yù)備插接好。返回Section

5 鋼索的使用與管理一、正確使用鋼索1．搬運：小心輕放輕(≤700

kg)：盤式—水平放置重(＞700kg)：筒式—垂直放置Section

5 鋼索的使用與管理一、正確使用鋼索圖2-2 不正確解卷a卷筒 b

繩盤 c

繩盤圖2-3 正確解卷法a繩盤 b

卷筒2．解卷正確不產(chǎn)生扭結(jié)。圖2-2：不正確的解卷方法，易引起扭結(jié)。Section

5 鋼索的使用與管理一、正確使用鋼索3．鋼索的剪切剪切部位間距為(2～6)d，剪切部位用細鐵絲捆扎好。4．作業(yè)時防止超載防超載，防止沖擊負荷，不猛拉，避免急剎車；作業(yè)中避免工作索與巖石摩擦，鋼索與鋼索間發(fā)生摩擦(建甌市大源林業(yè)采育場Ⅰ段拍電視時發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象)。Section

5 鋼索的使用與管理二、鋼索的養(yǎng)護1．貯存管理通風(fēng)干燥，長期貯存應(yīng)涂油防銹。2．鋼絲繩的潤滑潤滑方法：涂油法、澆注法、油浸法。鋼絲繩為何要用油煮？如何進行油煮？由于大拉力工作，雨淋日曬，麻芯含油量逐漸減少，所配潤滑油較濃，不易進入麻芯，故采用加溫使油變稀易進入麻芯。油脂配方：機油60%，柏油2.5%，松香2.5%，2#鈣基潤滑脂35%。油溫60～70℃，浸油10～20h。Section5 鋼索的使用與管理三、鋼索的損耗與報廢1．損耗損耗是由于磨損、變形、斷絲、扭結(jié)、腐蝕、疲勞引起的。鋼索彎曲疲勞引起斷絲較多，超拉力斷絲居次，銹斷較少。表面斷絲的斷頭短，內(nèi)部斷絲露出的斷頭長。2．報廢標準福建省林業(yè)廳1986年標準：SKL集材10

000

m3。實際集材5000～7000

m3報廢。Section

5 鋼索的使用與管理三、鋼索的損耗與報廢⑴

斷絲：一個捻距斷絲數(shù)達總絲數(shù)(NT≤6時，6×19鋼索)①

交繞索10%，12根；②

順繞索

5%，

6根。⑵

磨損或腐蝕：達原鋼絲直徑的40%以上；無斷絲，鋼索直徑減少10%，出現(xiàn)斷絲，鋼索直徑減少7%。⑶

整股繩斷，建甌長源林業(yè)采育場SKL一股繩斷，斷絲局部集中或集中在一股中。⑷嚴重扭結(jié)。⑸

安全系數(shù)：承載索＜2.5，工作索＜3.5。返回Section

6 鋼索的連接與索具一、鋼索的連接⑴

要求：長、短接(不變、變直徑)①

長、短接的

2條鋼索必須同類型、同直徑、同捻距；②

接頭長度：長接(800～1000)d；短接(50～80)d(即“三刀半”)。⑵

應(yīng)用范圍①

長接適用于彎、拉力共存，如承載索、起重索、牽引索、回空索、循環(huán)索等；②

短接適用于純拉作用，如繃索、捆木索等。Section

6 鋼索的連接與索具二、索具1．卡子①

卡法：卡子的蓋板與主索相貼，U型桿與折回端貼附。為什么？卡子的蓋板的受力面積大，受力的單位面積壓強小，保護主索不損壞。光澤縣西口林業(yè)采育場相反卡法，SKL主索邊斷。圖

2－5卡子a

卡子結(jié)構(gòu) b

卡子固定法Section

6 鋼索的連接與索具二、索具②

上緊力：從折回端到最后一個，用力逐漸增加，防止某個太緊，應(yīng)力集中破斷。第一個卡子離伐根L=1.5D(D—根徑)。政和縣松源林業(yè)采育場頭一個卡子卡得太緊，SKL斷。③

卡緊程度：鋼索以不明顯壓扁為宜