高壓輸電線路山區施工貨運索道應用初探

甘文輝

(漢中市農業機械研究所，陜西 漢中 723000)

隨著電力線路建設的發展，架空輸電線路不可避免的要通過丘嶺、山區地帶，而山區地形復雜多變，在施工過程中，鐵塔基礎所需材料及塔料的運輸問題非常突出。在線路建設山區施工運輸中，日本使用索道運輸最多，西方發達國家大多采用直升機進行器材運輸，我國送變電行業在以往施工中，一般采用修筑車輛運輸便道的方法，當無法修筑便道時，只好采用人抬馬拉的方式進行運輸，這些方式工人勞動強度大，費時日久，并對環境的破壞也很大。索道運輸的特點是只需架起鋼索，就可直接從空中把貨物送到指定地點，從這點看，用索道運輸施工器材及塔料是十分理想的。近年來我國有些施工企業采用以廢舊汽車后橋傳動、以廢舊鋼圈驅動、以木材制作門型支架的自制簡易索道，且安裝極不規范，安全事故時有發生，所以正確選擇索道的方案、參數、結構尤為重要。

1 正確選定運輸方案和參數

（1）選定運輸線路：索道運輸線路一旦選定，就基本上決定了整個索道的結構、安裝和運輸方式，所以務必慎重：①索道應盡量走高差較小的直線，盡量避免轉角，如有轉角，以小于8°為宜，最大不超過12°；支撐點的高差傾角應小于20°；索道的全長一般選擇2000m以內，不宜超過3000m；盡量避免采用S型左右連續轉角。②除了跨越山谷等特殊情況外，支架間的檔距不宜過大，一般為300～400m，不宜超過600m。③在斜坡上架設時，路線應選擇在比鐵塔基礎坑面高的一側，以便澆筑基礎時混凝土自動流入基礎坑，索道距鐵塔基礎坑邊緣的水平距離以4～6m為宜。④盡量避免與電力線路等交叉。

（2）確定運輸能力：運輸能力包括索道的單件最大載荷和日運輸量。索道的單件最大載荷一般為鐵塔部件、基礎部件和所用施工機械中最大的單件重量。索道的日運輸量一般應等于線路鐵塔最大基礎的日混凝土運輸量，保證一天內澆筑完畢一個基礎。

連續運送混凝土時，可用下式確定日運輸量：W=P0×（tt1）/（1.1m/v+t2） 式中：W 為日運輸量，P0為每一個料罐所裝的混凝土重量，t為索道一天實際運行時間，m為料罐之間的距離，v為牽引速度，t1為第一個料罐到達索道終點所需的時間，t2為裝卸時間。一般情況下，按v=50m/min計算，單件最大載荷為2t時，混凝土的日運輸能力為40～45m3。1T索道的混凝土日運輸能力為20～25m3。

（3）選用鋼索：如索道最大檔距為400m，最大檔的支撐點高差角為20°以內時，一般可按下表選定鋼索直徑。

單件最大載荷（T） 0.5 1.0 1.5 2.0承載索(6×7+1) Φ14 Φ20 Φ24 Φ26返空索(6×7+1) Φ10 Φ14 Φ16 Φ18牽引索(6×19+1) Φ8 Φ10 Φ14 Φ16

（4）幾個參數的確定：①承載索無載荷時的中央弛度比S0的定義是：該承檔索無載荷時，在中點處的弛度f0與該檔檔距L的比值，即S0=f0/L。S0小，表示在無載荷時鋼索拉得較緊，承載索張力大，容易被拉斷，但是行走車移動沖擊小，鋼絲繩不易疲勞，S0大則情況相反。一般輸電線路施工用索道在最大檔距對承載索、返空索取 S0=0.02～0.06，大多數取0.03～0.04，而牽引索的中央弛度比約為承載索的1.2～1.5倍。②安全系數：承載索和返空索的安全系數一般取K承=K空≥2.7，牽引索取K牽=5.0；索道運轉時支架拉線所用鋼絲繩的安全系數取K拉=4.0。③沖擊系數：考慮到啟動、停止以及緊急制動等情況，一般取沖擊系數K沖=1.31。以上參數選擇可以滿足最大風速16m/sec時的索道安全運行，索道停止運轉后最大風速（暴風時）55m/sec時，也可保證索道安全。

2 合理選擇索道結構

（1）懸空吊軌與支架：懸空吊軌設置在索道的兩端，其作用是，使行走車通過U型吊軌在承載索和反空索之間相互轉移并完成物料裝卸，所以，必須采用水平直線導軌，并采用門形端部支架和進口支架支撐。因地形、線路走向的需要，或者因為跨度太大等原因，在索道中間應設立中間支架，中間支架的結構有門型、單柱型等，可根據支架所受外力的大小、索道走向和現場條件決定。

（2）行走車和鉗口：行走車上方的滾輪在承載索或返空索上行走，中部通過鉗口與牽引索連接，下端提掛貨物或料斗。行走車一般有單滾輪和雙滾輪兩種，可根據運送貨物的重量選擇，使用時通常選用雙行走車提掛貨物或料斗。鉗口打開或閉合必須方便快捷，應保證瞬間完成，鉗口連接應安全可靠，必要時應設置成雙鉗口連接，以保證安全運行。同時，行走車的形狀和鉗口尺寸必須與支撐器形狀和牽引索直徑相匹配。

（3）支撐器:支撐器固定在支架上，用它來支撐承載索或返空索,其形式較多，應正確選擇。①端部支撐器：用來在始終端支撐承載索或返空索。②直線下壓支撐器：這是最常用的支撐器，它的上端與支架連接，中部是放置承載索的鞍座，鞍座上有半圓形圓弧槽，可使承載索或返空索入座。鞍座下部與支撐器主體連接，鞍座可以繞中軸轉動，承載索或返空索也可以在鞍座里滑動。下部是滾輪，牽引索在上移動，滾輪在下軸上轉動，在滾輪的外側縱水平設有行走車導向桿。③直線上拔支撐器：上拔支撐器用于上拔支架處，當貨物在支架附近時此處承載索下壓，而貨物在其他檔時此處承載索或返空索上拔，牽引索也有相似現象出現。該支撐器的承載索或返空索鞍座上有壓蓋，可把承載索或返空索套在里面，既能壓住又能托住承載索或返空索。在下部的牽引索滾輪上有上下兩排滾輪，使牽引索既能貼著上滾輪通過(被壓下)，又能貼下滾輪通過(被托住)。直線下壓、上拔支撐器只能用在索道無轉角的支架上，當行走車在該支架相鄰兩個支架以外的檔距處運行時，若該支架處的承載索或返空索一直下壓，無上撥現象，用直線下壓支撐器，否則用直線上拔支撐器。④內轉角支撐器：內轉角支撐器用在索道轉角處的支架上，被安裝在轉角的內側，由于轉角而產生的牽引索水平分力使牽引索在支撐器下的滾輪上水平移向支撐器本體，因此要在支撐器本體靠下滾輪一側再加上兩個立式滾輪，擋住平移的牽引繩。⑤外轉角支撐器(S轉向支撐器)：也是用在索道轉角處，但被安裝在轉角的外側。這時，牽引索可能被橫向分力拉離支撐器，為此把滾輪遠離本體的一側作成星型輪，用星型輪擋住牽引索，使牽引索在星型輪上轉向。同時在支撐器遠離本體處增加一個豎柱，用托板橫向托住行走小車的上下，以防小車被牽引索拉離支撐器。但這種結構即使在豎直載荷較大的情況下，也只能用于8°以內的轉角。

內、外轉角支撐器用在索道有轉角處的支架上，且成對安裝，內轉角支撐器受壓，應安裝在索道轉向靠內的一側。外轉角支撐器受拉，應安裝在索道轉向靠外的一側。

（4）反向擋止裝置：萬一行走車脫開牽引索，行走車和貨物將從高處下滑，這類事故一旦發生，后果將非常嚴重，所以應在索道上安裝反向擋止裝置，起到安全補救作用。

（5）料斗：運輸混凝土時應選用圓柱形或船形傾翻卸料式料斗，料斗轉軸位于料斗重心以下，一旦拔出定位銷，即能自動傾翻卸料，料斗容量可選0.23～0.32m3。

[1]謬謙，白雪松.貨運索道運輸技術與設備研究[J].電力建設，2009，30（12）.

[2]王紅敏.新型貨運索道研究與設計[J].中國索道，2002，2（1）.

[3]楊劍，吳高棋，蔣工興.貨運索道發斗器的改進及應用[J].煤礦機械，2010，（4）.