h ——承载索支持点间的高差(对于双支点架空索道),或为耐张段内承载索支持点间的最大高差值(对多支点架空索道),m;当向较高处的支持点牵引时,其前取+号;向较低处的支持点牵引时,其前取-号。
P2——载荷动滑车沿承载索滚动时的摩擦力:
μΣ——动滑车的滑轮沿承载索滚动时的总摩擦系数,
μ——动滑车轮轴间的滑动摩擦系数,用青铜轴套时,取0.06-0.1;用滚动轴承时,取0.01-0.02;
μ' ——动滑车的滑轮沿承载索滚动时的滚动摩擦系数,cm;取0.05-0.06cm
R ——动滑车滑轮的半径,cm:
P3——牵引索的回引绳作用于动滑车上的反拉力,kg:取100kg ;
附件二: 索道设计的流程
收集信息
索道各站点的距离、高差。
地面障碍物的距离、高差。
货车容量及材料的单件最大重量。
初定工器具的规格和型号。
承载绳的受力分析
空载时承载绳的初张力T0(或空载时承载绳的驰度F0)。
单标准负荷时,承载绳的受力;承载最大负荷重量的确定。
多标准负荷时,承载绳的受力;负荷最小运输距离的确定。
牵引绳的受力分析:
支架受力的分析:
地锚的受力分析:
附件三: 索道设计的示例
收集信息
索道各站点的距离、高差。
本工程D41基础选定的索道下口与索道上口水平档距293米,高差52.8米。
地面障碍物的距离、高差。
地面无障碍物。
货车容量及材料的单件最大重量。
基础材料运输采用桶装,满桶重量200kg.
初定工器具的规格和型号。
根据以往施工经验,初定承载索为□18.5钢丝绳,返空索为□12.5钢丝绳,牵引绳为□11钢丝绳。
承载绳的受力分析
空载时承载绳的初张力T0(或空载时承载绳的驰度F0)。
根据现场地形和计算分析,初定F0为7.5米。则有:
T0=293*293*12.0442/8/7.5/(COS(ATAN(52.8/293)))2=17792.7N
单标准负荷时,承载绳的受力;
索道运输单标准负荷时的受力:
A空=(293*12.0442/ COS(ATAN(52.8/293)))2*293/24/ COS(ATAN(52.8/293))
=159501977.7
A单=A空+(293/8/293*12.0442/ COS(ATAN(52.8/293)))*2000*(293*12.0442/ COS(ATAN(52.8/293))+2000)
=575251634
简化状态方程:T23+M.T22=N
其中:M=E.F.A空/17792.72/(293/ COS(ATAN(52.8/293)))= 26894.2
N=E.F.A单/(293/ COS(ATAN(52.8/293)))= 51021514688428.4
E=1 800 0000
F=1.467
解得:T单=29957N F单=9.42 □18.5钢丝绳满足要求,安全系统:7
多标准负荷时,承载绳的受力;
索道运输多标准负荷时的受力,其中每个负荷的间距为80米:
A空=(293*12.0442/ COS(ATAN(52.8/293)))2*293/24/ COS(ATAN(52.8/293))
=159501977.7
A多= 1918450805
简化状态方程:T23+M.T22=N
其中:M=E.F.A空/17792.72/(293/ COS(ATAN(52.8/293)))= 26894.2
N=E.F.A多/(293/ COS(ATAN(52.8/293)))= 170155563572857
E=1 800 0000
F=1.467
解得:T单=47745N F单=8.6 □18.5钢丝绳满足要求,安全系统:4
牵引绳的受力分析:
牵引单个负荷时:
P=(P1+P2+P3)*ε=(1459+28+1000)*1.05=2611N
其中:P1=4*52.8*(COS(ATAN(52.8/293)))2/293*(1+52.8/4/293)*2000=1459.2N
P2=2000*(0.1/10+0.06/15)*(COS(ATAN(52.8/293)))=28
P3=100kg=1000N
地锚的受力分析:
承载索和返空索的地锚应单独设置,考虑到操作的简易性,两侧地锚的设计应采取相同规格。地锚的额定受力选择取承载索的最大受力,安全系统考虑2倍。
即:F地锚=47745*2=95490N
选择10T规格地锚即可。埋深根据现场地质情况而定。
本工程的地锚选择10T规格,埋深3米。
附件四:利用EXCEL进行数据计算
根据附件一中的受力计算方法,可在EXCEL中输入相应的原始数据,再按计算公式计算出相应的结果,如下图所示:
最后,将各计算结果代入简化状态方程中,得出计算的状态方程
利用导数推导出函数的递增性后,或可直接采用渐近法推去计算结果,计算结果取一定的计算精度。