摘要：750kV官亭～蘭州東Ⅱ回輸電線路工程III標段沿線地形以高山大嶺為主，交通運輸十分困難。結合現場地形、地貌施工特點和我公司的施工經驗，針對車輛運輸難以就位的問題，提出索道運輸這一方法并進行論述。采用索道運輸施工技術，很好地解決了工程材料、器材運輸的難題，使施工得以順利進行。

   關鍵詞：循環牽引索道  750kV  輸電線路工程  應用

    0 引言

    750kV官亭～蘭州東Ⅱ回輸電線路工程III標段，工程建設地位于甘肅省蘭州市榆中縣及臨洮縣，沿線地形以高山大嶺為主，幾乎沒有運輸道路可以利用，工程材料、器材運輸十分困難。其中N153～N164等14基塔位根本無運輸道路，修筑盤山運輸道路要損毀大面積的地表植被及經濟作物，占用大量土地，經核算要實現修路運輸，投資額巨大，且不符合國家環保、土地和林業政策要求。加之上述塔位工程材料、器材的運輸量大，若以傳統的人力或畜力運輸，除需要修筑簡易的運輸道路外，勞動強度高,施工效率低,運輸周期長。

    1 架空索道運輸的提出
    對現場進行多次詳細的實地調查，經過周密的可行性分析和技術經濟比較后，認為采用架空索道運輸具有施工投入小、作業簡單、勞動效率高、受天氣及外部環境因素影響小等優點，同時避免了因修筑運輸道路而占用大量土地，損毀樹木和植被，符合綠色環保施工的要求，對于解決山區和林區施工材料和器材的運輸難題具有較高的經濟技術性能比。故最終采用索道運輸施工技術進行750kV官亭~蘭州東Ⅱ回輸電線路工程Ⅲ標段部分塔位的工程材料和器材運輸。

    2 架空索道位置的確定
    對擬選取的各種架設位置進行沿線的地形現場實地調查，以便根據具體情況，合理選用架空索道進行運輸。按照架空索道跨距最小、中間沒有明顯凸出物、兩端地勢平坦的原則擇優選取。運輸用索道的起點，應考慮盡可能與其他運輸工具相連接，索道的終點應盡可能在線路塔位附近，以求線路材料直接運達，減少索道兩端的二次運輸。索道的選線必須避免跨越電力線路、通訊線及民房。

    3 索道運輸有關技術參數選取
    索道型式：循環牽引索道；跨距：200～250m；高差角：高差角一般在30°以下；運載能力：最大運載能力為0.5t；運行速度：運行最大速度為1.2m/s；承載索：φ20.0鋼絲繩；牽引索：φ9.3鋼絲繩；牽引動力：5噸卷揚機（最高牽引速度1.2m/s，相應牽引力為5KN）。

    4 循環牽引索道的組成及現場布置

    4.1 本工程采用循環式架空索道運輸，采用一根承力索，一根牽引索實現循環運送貨物。首先將所需運輸的材料連接到牽引方向的牽引索上，啟動卷揚機材料運輸到位后卸料完成，將3噸行走滑車的卡具松開掛到另一側的牽引索，同時地面施工人員將下一次所需要運輸的材料連接好，再次啟動卷揚機進行下一次材料的運輸，形成了循環式的材料運輸，運輸效率很高。

    4.2 基本構成 循環牽引索道包括支架系統（含起始支架、中間支架、終端支架），牽引系統（含承力索、牽引索、兩端錨固系統），動力系統（卷揚機）。

    5 循環牽引索道各受力部位計算

    5.1 支架部分 結合本工程地形條件、施工條件、運載荷重條件，選擇使用雙人字形圓木支架結構組成支架。支架的橫梁兩端各安裝一套承力索懸托和一個牽引索懸托機構，使承力索和牽引索的荷重轉移至支架上。支架的選擇和驗算：

    5.1.1 承力索和牽引索部分

    5.1.1.1 承力索的驗算與選擇 承力索有多個荷載作用，間距為S時，其最大水平張力按公式1計算：  
    式中：Q——集中荷載，驗算值取500kg（4900N）；S——行走小車之間距離，取80m；β——高差角，取30°；k——承力索的強度安全系數（k=2.6）；k1——承力索單位長度重量對其破斷拉力之比，1/m，鋼絲繩為5.6×10-6；f——承力索在重載下的檔距中點最大馳度，m，取8；l——檔距，驗算值取250m；T——承力索在多個負載作用下，N，最大水平張力。
    以承力索的最大水平張力T，作為承力索的最大使用拉力，按公式2計算選定承力索的截面規格。
    Tb≥k×T=212.4KN    （公式2）
    式中：Tb——承力索破斷拉力，N
    承力索Tb＝212.4kN，選用“6×19鋼絲＋1麻芯”的φ20.0鋼絲繩；通過計算，承力索根據載重500kg、使用檔距250m、最大高差角30°的使用條件，選擇使用“6×19鋼絲＋1麻芯”、強度為155kg/mm2的φ20.0鋼絲繩。該鋼絲繩的破斷拉力總和不小于234KN。

    5.1.1.2 牽引索的驗算與選擇 牽引索承受的最大拉力按公式3計算。
    P=P1+P2+P3   （公式3）
    式中：P1——集中荷載Q沿牽引索方向向上的分力，此分力按照檔距l＝250m，高差h＝200m，高差角β＝30°，荷重Q＝500kg（4900N），按照公式4進行計算。   
    將數值代入公式6，則P1＝3.41kN。
    P2——載重滑車沿承力索滾動時摩擦力，此分力按照公式5進行計算。
    μ為滑車軸摩擦系數，μ＝0.02；μ′為滑車與承力索摩擦系數，μ′＝0.06；r為滑輪的半徑，r＝10。
將數值代入公式6，則P2＝0.034kN。
    因為牽引索為循環牽引索，牽引索的回引繩在滑車的反拉力取經驗值P3＝0.98kN。
    總牽引力∑P＝P1+P2+P3=4.424kN
    以牽引索的最大總拉力P，作為牽引索的最大使用拉力，按公式6計算選定承力索的截面規格。
    Ta≥k×T=19.9KN    （公式6）
    式中：Ta——牽引索破斷拉力，N；K——牽引索的強度安全系數取4.5；
    牽引索Ta＝19.9kN，選用“6×19鋼絲＋1麻芯”的φ9.3鋼絲繩；通過計算，牽引索根據載重500kg、使用檔距250m、最大高差角30°的使用條件，選擇使用“6×19鋼絲＋1麻芯”、強度為155kg/mm2的φ9.3鋼絲繩。該鋼絲繩的破斷拉力總和不小于48.9KN。

    5.1.2 循環牽引索道支架的計算 支架上每根支柱的總壓力N總是驗算支架受力的依據。雙人字圓木支架上每根支柱的總壓力壓力N總按照公式7進行計算。   
    式中： Q ——集中荷重的重量（包括附件及其索具重量）荷重按500kg（4900N）考慮；G ——承力索和牽引索重量；G=4.9kN；W ——承力索、牽引索單位長度重量之和；β——索道支點間高差角；T——當載運物位于檔距中點時，承力索的最大水平張力； N ——在支柱坐、右側的輔助拉線中，每側作用于支柱的垂直壓力，因采用雙人字圓木支架，不考慮打拉線故取N=0；α——承力索和牽引索后側固定拉線與地平面間的夾角，此處取值為45°；γ——人字形支柱兩支柱間的張角，以30°～40°為宜，此處取值為30°。

    將數值代入公式7，得出支架上每根支柱的總壓力N總＝22.94kN。
    支架圓木規格的計算及選擇       
    式中：G——每根支柱中部以上的自重，取0.49kN；F——支柱中部的截面積；F=3.14×27.52/4=593.7cm2；d0——支柱中部的直徑；d0=（20+35）/2=27.5cm；d1——支柱的梢徑，取20cm；d2——支柱的根徑，取30cm；當λ≤75時，Φ=1-0.8(λ/100)2 ；當λ＞75時，Φ=3100/λ2；λ——圓木支柱的長細比；λ=l/43.6；l——圓木支柱的長度，取300cm；[σ]壓——木材的容許壓應力，選用楊樹取50.8N/cm2；Φ×F=503.4cm2≥=461.2cm2
    撐桿選用梢徑為20cm，根徑為35cm，長度為300cm材質為楊樹做為人字形撐桿。經計算滿足要求。

    5.1.3 動力部分 根據所受力計算結果，選擇使用5T卷揚機。該牽引機的持續最大引力為50kN，相應速度為0.5m/s；持續最高牽引速度為1.2m/s。

    6 索道架設

    6.1 架空索道運輸系統的安裝與調試流程:機具運輸→清理通道→埋設地錨→支撐架安裝→承力索架設→牽引系統安裝→提料斗安裝(吊裝動滑車組安裝)→系統調試→原材料運輸。

    6.2 索道運輸系統的安裝與調試流程分述

    6.2.1 清理通道:將架空索道走廊內影響索道安裝或運輸的地上障礙物清理干凈，并對兩側料場及支撐架安置處的地面進行平整。