第六章 1 索道线路勘测与设计Chapter 6 Surveying and Designing of Cableway Section 1 索道线路选择与定测Section 2 索道设计Section 3 索道纵断面图绘制Section 4 承载索的锚定力学计算Section 1 索道线路选择与定测 一、索道选线步骤一、索道选线步骤n n 1图上定线图上定线n n 航测图、地形图等。要从经济效益出航测图、地形图等。要从经济效益出发，多比较得出最佳线路。发，多比较得出最佳线路。n n 2 实地复查实地复查n n 纸上定线后，应到实地复查，复杂地纸上定线后，应到实地复查，复杂地形尤其重要，用形尤其重要，用GPS可定起、终点或拐弯转可定起、终点或拐弯转折点折点 。这种调查方法称路线调查。这种调查方法称路线调查。 二、选线一般原则二、选线一般原则n n 1 1总原则总原则n n 选线应根据伐区资源情况、地形条件、现有机械选线应根据伐区资源情况、地形条件、现有机械设备性能以及生产工艺要求。本着经济上合理、技术设备性能以及生产工艺要求。本着经济上合理、技术上可能、使用维修方便、生产安全等原则进行。上可能、使用维修方便、生产安全等原则进行。n n 2 2具体要求具体要求n n SKLSKL应经过木材集中，集材吸引范围大应经过木材集中，集材吸引范围大( (即即SKLSKL尽可能提高尽可能提高) )，转移次数尽可能少；，转移次数尽可能少；n n 线路力求直线，最佳坡度线路力求直线，最佳坡度111117(17(顺坡，能顺坡，能自滑自滑) )，不得已才设拐弯索道，水平转折角，不得已才设拐弯索道，水平转折角 。多跨跨距力求均匀；多跨跨距力求均匀； n n 鞍座吊索尽可能与鞍座吊索尽可能与SKLSKL垂直，斜交夹角垂直，斜交夹角 15 ,15 ,支支架与架与SKLSKL距离距离a a5 m5 m；n n 起、终点应选健壮活立木起、终点应选健壮活立木D D50 cm50 cm，中间支架立，中间支架立木木D D40 cm40 cm，建议选松木、木荷，不能选杆粗根系浅，建议选松木、木荷，不能选杆粗根系浅的杉木、柯木等；的杉木、柯木等；n n 绞盘机尽可能置于山下，绞盘机尽可能置于山下，SKLSKL一侧一侧30 m30 m外，尽可外，尽可能通视全线路；能通视全线路；n n 堆头留有一定空埸地，便于装卸作业。堆头留有一定空埸地，便于装卸作业。 三、索道的定测三、索道的定测n n 1 1 现状现状n n 单跨班组掌握；单跨大跨度大挠度、多跨需单跨班组掌握；单跨大跨度大挠度、多跨需技术人员测设。技术人员测设。n n 2 2 索道测量索道测量n n 中线测量：经纬仪测出中线测量：经纬仪测出l l0 0i i；n n 纵断测量：水准仪测出纵断测量：水准仪测出h hi i；n n 横断测量：手水准或二杆倒测出鞍座点至鞍横断测量：手水准或二杆倒测出鞍座点至鞍座支架间的距离及其横断面。座支架间的距离及其横断面。Section 2 索道设计 一、索道型式及其性能参数的确定一、索道型式及其性能参数的确定n n 1 1库存设备库存设备n n 绞盘机、跑车、钢索规格型号，不能按设计绞盘机、跑车、钢索规格型号，不能按设计去购置一套新设备，一般是按现存设备去进行索去购置一套新设备，一般是按现存设备去进行索道设计。道设计。n n 2 2集材方式集材方式n n 原木采用全悬空集材；原条、伐倒木、全树原木采用全悬空集材；原条、伐倒木、全树采用半悬空或全悬空集材。采用半悬空或全悬空集材。 式中 P0=木捆重P1+跑车重P2； =工作索自重的一半，工作索自重的一半，G冲击系数，G=6S0(若S0=0.030.05，则 G=0.20.3)。n3地形条件 跨距、跨数(是否拐弯)，坡度(索道弦倾角)。n4确定设计荷重 P 二、索道侧型设计二、索道侧型设计n n 索道侧型设计，即索道纵断面设计。索道侧型设计，即索道纵断面设计。n n 1 1索道侧型设计一般原则索道侧型设计一般原则n n 跨距要适宜跨距要适宜(300(300500 m)500 m)。全悬时木捆最。全悬时木捆最低点的净空高低点的净空高C C1 10.5 m0.5 m，跨越农田、道路或建筑，跨越农田、道路或建筑物物C C1 14 m4 m；n n 多跨多跨SKLSKL应在鞍座上靠贴，以呈凸形线路应在鞍座上靠贴，以呈凸形线路为佳；凹形线路的为佳；凹形线路的SKLSKL不允许在鞍座上有飘起现不允许在鞍座上有飘起现象。安全靠贴系数：集材索道象。安全靠贴系数：集材索道K K1.051.05，运材索道，运材索道K K1.21.2；n n 索道线形力求平顺。弯折角：tan=2%8%；弯挠角：集材索道 tan=10%35%，运材索道 tan=10%31%；n n 就地取材。如活立木、伐根等作为SKL的起、终点、鞍座支架等。n n 2术语和算式 弯折角 相邻两跨弦线所构成的锐角。n n 弯挠角 SKL的悬索曲线在支架鞍座左右两侧的切线与水平线间所形成方向角的代数和。n 安全靠贴系数K 凹形线路中，在支架处SKL钢索自重(向下)与由于悬索弯曲引起的脱出力(向上)的比值为K。n3存在问题和解决方法 存在问题 、 、K三式中存在矢量号和“”号。有关架空索道专著中，符号规定不一。又有矢量(大小和方向)关系，设计人员实感棘手，容易出错 。n n 解决方法解决方法 索道弦倾角按自左至右仰角为正值，俯角为索道弦倾角按自左至右仰角为正值，俯角为负值代入以下负值代入以下 3 3 式。式。n n弯折角：弯折角： n n 替代替代 n n弯挠角中：弯挠角中： n n 替代替代 n n安全靠贴系数安全靠贴系数K K中：中： n n 替代替代 n n4 结论n n 设计准则n n 0，凸形，检查；n n 0，凹形，检查K。n n 矢量符号判别规则n n 索道弦倾角按自左至右仰角为正值，俯角为负值代入上述 3 式进行。 三、承载索线形与拉力计算三、承载索线形与拉力计算n n 无荷有荷TM 四、承载索的安全性和耐久性四、承载索的安全性和耐久性n n 1 1实际安全系数实际安全系数n n 临时性：临时性：N NT T22。n n 2 2拉力与轮压的比值拉力与轮压的比值C Cn n n n SKL SKL工作时工作时 n n n n SKLSKL弯曲耐久性安全系数，弯曲耐久性安全系数，n n n n 钢索的钢丝抗拉强度，钢索的钢丝抗拉强度，n n 导出：导出：n n 跑车车轮数。跑车车轮数。Section 3 索道纵断面图绘制 一、精确绘制法一、精确绘制法n 1 比例尺Mn 当地面平均坡度 时，n 水平14 000，垂直11 000；n 当地面平均坡度 时，n 水平12 000，垂直1500。n 2 绘制步骤(按M)n 绘l0，由绘l；n n 按l0进行10或20等分，由下式计算 ， n n 由l垂直(铅垂)向下依次截取f0x的长度，光滑连接这些点所成的曲线，即是无荷线形；n n 同理：计算和绘制有荷线形；n n 据实测数据，绘地面纵断面(折线)。 l0 B A l 二、简便作图法二、简便作图法 据l0 0、，绘 l l =AB；n n 由AB中点C1，铅垂截取 ， n n延长 ；n n 连接 ；n n 过C点作相切于 的曲线，n n ，即为所求悬索的无荷线形。Section 4 承载索的锚定力学计算一、人工卧桩锚结一、人工卧桩锚结n n 前壁前壁 6 m6 m，地耐承压力为索道，地耐承压力为索道(2(23) 3) T TMM；卧；卧桩与承载索垂直成桩与承载索垂直成“ “T”T”形深沟：主沟深形深沟：主沟深h h2 m2 m，长，长3.53.54 m4 m，宽，宽1 m1 m，前壁打上护壁桩；沟内埋设材，前壁打上护壁桩；沟内埋设材质坚硬、桩木尾径质坚硬、桩木尾径D D50 cm50 cm，长，长l l3 m3 m，引绳沟宽，引绳沟宽0.5 m0.5 m；受力大时，则各加；受力大时，则各加2 24 4根绷索，且加土石根绷索，且加土石方重量压住。方重量压住。 二、人工立桩锚结二、人工立桩锚结n n 承载索28：D50 cm，埋深h3m，长4.55 m，要用后拉索。n n 基座重量W，应保证 n n 摩擦系数。 16绷索、捆扎滑车绷索： D=2030 cm，h=1.52 m， l=3 m 后加1 m长原木，水平(卧桩)埋入加强锚固。 TM H V W 三、立木与伐根支座的锚结三、立木与伐根支座的锚结n n 1 注意的问题n n 伐根位置地势、土壤种类和深度；n n 伐根直径及施加于锚桩上的载荷；n n 伐根深入地下的握持力大小；n n 使用多个伐根锚桩时，最好利用 SKL延长线上排成一行的伐根；n n 应尽量减少后拉角，以达到主伐根 和副伐根的承受载荷。n n 2对立木与伐根支座的计算n n 长柱n n 压弯相比，压，只考虑弯曲，由欧拉公式为n n n n式中式中 l l 支柱高度支柱高度(cm)(cm)，根部至安装托索滑车；，根部至安装托索滑车；n n d d支柱直径支柱直径(cm)(cm)；n n E E支柱材料的抗拉弹性模量支柱材料的抗拉弹性模量( (MPaMPa) )，杉，杉8 430, 8 430, 松松6 9606 960，栗，栗7 8507 850；n n V V临界载荷临界载荷(N)(N)，支柱所受的最大垂直分力。，支柱所受的最大垂直分力。 n n 短柱n n 压弯组合朗琴公式为n n 式中式中 柱材料的纤维方向许用应力柱材料的纤维方向许用应力 ( (MPaMPa), ), 杉杉7 7，松，松9 9，栗，栗9.59.5；n n 柱材料的抗弯强度柱材料的抗弯强度( (MPaMPa) )，杉，杉42.542.5， 松松6060，栗，栗43.543.5。n n3SKL与后拉索受力分析n n 设设SKLSKL与后拉索为平行平面，据静力平衡条件：与后拉索为平行平面，据静力平衡条件：n n讨论：讨论：讨论：讨论： 对称时，对称时， ；n n 0 0 ，coscos 11，T TMM=2=2T T1 1；n n ，coscos 00， 本章小结本章小结1n一、重点： 1 1索道选线总原则和具体要求，侧型设计索道选线总原则和具体要求，侧型设计索道选线总原则和具体要求，侧型设计索道选线总原则和具体要求，侧型设计原则，支点飘起检查。原则，支点飘起检查。原则，支点飘起检查。原则，支点飘起检查。 2 2索道线路设计的基本要求是什么？索道线路设计的基本要求是什么？索道线路设计的基本要求是什么？索道线路设计的基本要求是什么？n二、难点： 1 1何谓弯折角、弯挠角和安全靠贴系数？何谓弯折角、弯挠角和安全靠贴系数？何谓弯折角、弯挠角和安全靠贴系数？何谓弯折角、弯挠角和安全靠贴系数？多跨索道承载索在什么侧型情况下必须分别对它多跨索道承载索在什么侧型情况下必须分别对它多跨索道承载索在什么侧型情况下必须分别对它多跨索道承载索在什么侧型情况下必须分别对它们进行限制？们进行限制？们进行限制？们进行限制？ 2 2索道型式及其性能参数的确定。索道型式及其性能参数的确定。索道型式及其性能参数的确定。索道型式及其性能参数的确定。 n三、思考题：三、思考题： 1 1索道选线要遵循哪些原则？索道选线要遵循哪些原则？索道选线要遵循哪些原则？索道选线要遵循哪些原则？ 2 2试述索道选线的基本做法？试述索道选线的基本做法？试述索道选线的基本做法？试述索道选线的基本做法？ 3 3索道测量包括几个方面？各种测量如何进行？索道测量包括几个方面？各种测量如何进行？索道测量包括几个方面？各种测量如何进行？索道测量包括几个方面？各种测量如何进行？ 4 4索道线路设计的基本要求是什么？索道线路设计的基本要求是什么？索道线路设计的基本要求是什么？索道线路设计的基本要求是什么？ 5 5索道主要技术性能有哪些？索道主要技术性能有哪些？索道主要技术性能有哪些？索道主要技术性能有哪些？ 6 6试述索道侧型设计原则。试述索道侧型设计原则。试述索道侧型设计原则。试述索道侧型设计原则。 7 7何谓弯折角、弯挠角和安全靠贴系数？多跨索道承载索何谓弯折角、弯挠角和安全靠贴系数？多跨索道承载索何谓弯折角、弯挠角和安全靠贴系数？多跨索道承载索何谓弯折角、弯挠角和安全靠贴系数？多跨索道承载索在什么侧型情况下必须分别对它们进行限制？在什么侧型情况下必须分别对它们进行限制？在什么侧型情况下必须分别对它们进行限制？在什么侧型情况下必须分别对它们进行限制？第六章第六章 2 2 索道安装架设与使用管理索道安装架设与使用管理Chapter 6 Installation and Management of Cableway Section 1 索道安装架设Section 2 承载索的安装拉力承载索的安装拉力 及张紧度的测定及张紧度的测定Section 3 索道安全技术规程Section 1 索道安装架设n一、索道安装架设要做的工作一、索道安装架设要做的工作n n 1索道选线n n 2索道测量n n 3索道类型的选择n n 单跨、多跨(直线或拐弯)；松紧式、运行式、固定式；全悬、半悬(单向或双向牵引)、开式或闭式牵引。 n n 4 索道设计计算n n 计算器：单跨13 d；多跨26 d。n n 微电脑：单跨10 min左右；n n 多跨1520 min。n n 5安装架设：单独下述。n n 6鉴定、试车、检查调整、准备投产。n二、施工前的准备工作二、施工前的准备工作n n 1熟悉文件：了解所需的设备、材料、施工方案；n n 2现埸复查：按设计文件现埸校对，是否一致；n n 3修建必要的道路，以便人行和设备的搬运；n n 4划出索道中心线两侧各23 m的引道并清理；n n 5设备、材料清点，及时运至现埸。n三、索道安装架设工序三、索道安装架设工序n n 为达到均衡安装架设作业，消除窝工现象，注意有些安装工序可同时进行。 安装通讯线路 拉细绳上山 牵引索上山 铺承载索 安装绞盘机 4人-小时 2 4 2 准备起、终点集材杆和中间支架 2 分2组 穿复式滑车 3 2 0.5 2 0.5 绷中间支架 张紧鞍座吊索 张紧承载索 试运车 5 5 5 nSection 2 承载索的安装拉力承载索的安装拉力 及张紧度的测定及张紧度的测定n一、振动波法一、振动波法n n 振动波法，又称“敲击法”。使用秒表、木棍。n n 1 安装拉力：弦长n n 2 张紧度：n n 3. 无荷中央挠度实用计算式：n二、倾角法测定钢索的张紧度二、倾角法测定钢索的张紧度n n 使用水准尺、直尺；n n水准仪；手水准。n n上支点为“+”，下支 点为“”。式中式中 L L2 2下支点的索端至下支点缠绕起点下支点的索端至下支点缠绕起点( (包括下支包括下支 点缠绕几圈的长度，点缠绕几圈的长度，m)m)；n n L L总总SKLSKL所用钢索的总长度所用钢索的总长度( (新索给定新索给定) )，放绳时，放绳时n n 重新丈量重新丈量(m)(m)； n n L L0 0跨距间设计的无荷索长跨距间设计的无荷索长(m)(m)；n n L L1 1上支点的索端至上支点缠绕起点上支点的索端至上支点缠绕起点( (包括上支包括上支n n 点缠绕几圈点缠绕几圈) )的长度。的长度。三、索长法测定钢索的张紧度三、索长法测定钢索的张紧度 使用30 m或50 m的皮尺。 L2=L总L0L1 无论钢索类型如何，均可按下式检验其张紧度：Section 3 索道安全技术规程n n一、索道设计和安装、拆卸、生产一、索道设计和安装、拆卸、生产n n 1要进行线路工艺设计，并经林业采育埸生产埸长和业务技术负责人现埸勘定。n n 2SKL起、终点活立木或伐根D50cm;中间支架D40 cm，鞍座吊索直径24。n n 3SKL张紧时，线路两侧各30 m内不许任何人停留；拆除时，先用复式滑车张紧SKL，然后拆卡子，再逐渐放松承载索。 4牵引索的转向滑轮，应设置在SKL下方1 m处。n n 5捆木工捆好木材应迅速退到1.5倍材长处的安全距离避让。n n 6索道起重、重载运行时，严禁人在线路近侧或在卸材埸作业、停留。索道作业时，严禁对任何有关设备进行维修和润滑。n n二、绞盘机的安装技术要求二、绞盘机的安装技术要求n n 1安装地面要整平、坚实，机架下应垫枕木；机位前绷索与机架中心线夹角约45 ,后绷索约30；绷索16；四角人工锚桩深1.2 m以上。n n 2Yarder与SKL之水平距离30 m；绞盘机卷筒与前方第 1 个导向滑轮20 m，且垂直、对称，利于排索均匀；尽量做到目视全线。n n 3摩擦卷筒的钢丝绳的松边与紧边成7 10 夹角，不得平行出绳，减少钢丝绳摩擦的机会。n n 4修建机棚，开好排水沟，清除周围杂灌，做好防火，防水，防塌工作，机房内不准存放油料。n n 5机手未得到明确工作信号，不得擅自开机；不得超载、超速(速度控制在0.66 m/s范围内)；过鞍座要慢，力求运行平稳，不要急刹车。索道架设、生产安全要求“三字经”n n机自爬：修好路，换新索，防翻机，老机手。机自爬：修好路，换新索，防翻机，老机手。n n机安装：点选好，视全线，地要坚，垫方木，机安装：点选好，视全线，地要坚，垫方木，n n前后绷。建机棚：水火保。上下点：要选好，前后绷。建机棚：水火保。上下点：要选好，n n立木根，土层厚，树种牢，绕三圈，固定好；立木根，土层厚，树种牢，绕三圈，固定好；n n人工桩：材质坚，粗长保，人工桩：材质坚，粗长保，T T形沟，土质好，形沟，土质好，n n前壁厚，深长够，护壁桩，保护木，不可少。前壁厚，深长够，护壁桩，保护木，不可少。n n导向轮：中心线，距离够。转向轮：点选好，导向轮：中心线，距离够。转向轮：点选好，n n轮垫平，固定牢。承载索：张紧时，设岗哨，轮垫平，固定牢。承载索：张紧时，设岗哨，n n分次紧。试运行：经验收，才投产。生产时：分次紧。试运行：经验收，才投产。生产时：各岗位，责任制，落实好，勤巡查，定保养，各岗位，责任制，落实好，勤巡查，定保养，互关照，最重要。好机手：要培训；开机前，互关照，最重要。好机手：要培训；开机前，先查好；运行时，重信号，不超载，莫速行，先查好；运行时，重信号，不超载，莫速行，勿硬拉，禁维修；排绳时，要注意；冬下班，勿硬拉，禁维修；排绳时，要注意；冬下班，放净水；熟全况，填日记。捆木工：捆索好，放净水；熟全况，填日记。捆木工：捆索好，钩挂牢，不超重，退避好。信号工：细观察，钩挂牢，不超重，退避好。信号工：细观察，要准确，发信号。排故障：熟技术，有指挥。要准确，发信号。排故障：熟技术，有指挥。拆索道：需批准，先拉紧，后拆卡，全着地，拆索道：需批准，先拉紧，后拆卡，全着地，才放松，勿伐木，不直撬，要遵章，保平安。才放松，勿伐木，不直撬，要遵章，保平安。本章小结本章小结2 一、重点：一、重点：n n 1 1索道的安装架设要做哪些工作？索道的安装架设要做哪些工作？索道的安装架设要做哪些工作？索道的安装架设要做哪些工作？n n 2 2测定架空钢索张紧度方法有哪几种？它们的根测定架空钢索张紧度方法有哪几种？它们的根测定架空钢索张紧度方法有哪几种？它们的根测定架空钢索张紧度方法有哪几种？它们的根据是什么？据是什么？据是什么？据是什么？n n 二、难点：二、难点：n n 1 1如何提高索道生产经济效益？如何提高索道生产经济效益？如何提高索道生产经济效益？如何提高索道生产经济效益？n n 2 2如何确保索道安全生产？如何确保索道安全生产？如何确保索道安全生产？如何确保索道安全生产？n三、思考题：三、思考题：n n 1 1 1 1索道的安装架设要做哪些工作？索道的安装架设要做哪些工作？索道的安装架设要做哪些工作？索道的安装架设要做哪些工作？n n 2 2 2 2索道架设前要做哪些准备工作？索道架设前要做哪些准备工作？索道架设前要做哪些准备工作？索道架设前要做哪些准备工作？n n 3 3 3 3用一种典型索道型式，说明其安装施工步骤。用一种典型索道型式，说明其安装施工步骤。用一种典型索道型式，说明其安装施工步骤。用一种典型索道型式，说明其安装施工步骤。n n 4 4 4 4初装索道试生产前后要做哪些工作？初装索道试生产前后要做哪些工作？初装索道试生产前后要做哪些工作？初装索道试生产前后要做哪些工作？n n 5 5 5 5用什么简易办法测定承载索的安装张力？如何测定？用什么简易办法测定承载索的安装张力？如何测定？用什么简易办法测定承载索的安装张力？如何测定？用什么简易办法测定承载索的安装张力？如何测定？n n 6 6 6 6测定架空钢索张紧度方法有哪几种？它们的根据是什么？测定架空钢索张紧度方法有哪几种？它们的根据是什么？测定架空钢索张紧度方法有哪几种？它们的根据是什么？测定架空钢索张紧度方法有哪几种？它们的根据是什么？n n 7 7 7 7索道生产的劳动组织如何合理安排？索道生产的劳动组织如何合理安排？索道生产的劳动组织如何合理安排？索道生产的劳动组织如何合理安排？n n 8 8 8 8试述索道生产工艺过程和注意事项。试述索道生产工艺过程和注意事项。试述索道生产工艺过程和注意事项。试述索道生产工艺过程和注意事项。n n 9 9 9 9如何提高索道生产经济效益？如何提高索道生产经济效益？如何提高索道生产经济效益？如何提高索道生产经济效益？n n 10101010索道的维护保养如何进行？索道的维护保养如何进行？索道的维护保养如何进行？索道的维护保养如何进行？n n 11111111怎样进行索道的拆卸和转移？怎样进行索道的拆卸和转移？怎样进行索道的拆卸和转移？怎样进行索道的拆卸和转移？n n 12121212如何确保索道安全生产？如何确保索道安全生产？如何确保索道安全生产？如何确保索道安全生产？