高压输电线路山区施工货运索道应用初探

甘文辉

(汉中市农业机械研究所，陕西 汉中 723000)

随着电力线路建设的发展，架空输电线路不可避免的要通过丘岭、山区地带，而山区地形复杂多变，在施工过程中，铁塔基础所需材料及塔料的运输问题非常突出。在线路建设山区施工运输中，日本使用索道运输最多，西方发达国家大多采用直升机进行器材运输，我国送变电行业在以往施工中，一般采用修筑车辆运输便道的方法，当无法修筑便道时，只好采用人抬马拉的方式进行运输，这些方式工人劳动强度大，费时日久，并对环境的破坏也很大。索道运输的特点是只需架起钢索，就可直接从空中把货物送到指定地点，从这点看，用索道运输施工器材及塔料是十分理想的。近年来我国有些施工企业采用以废旧汽车后桥传动、以废旧钢圈驱动、以木材制作门型支架的自制简易索道，且安装极不规范，安全事故时有发生，所以正确选择索道的方案、参数、结构尤为重要。

1 正确选定运输方案和参数

（1）选定运输线路：索道运输线路一旦选定，就基本上决定了整个索道的结构、安装和运输方式，所以务必慎重：①索道应尽量走高差较小的直线，尽量避免转角，如有转角，以小于8°为宜，最大不超过12°；支撑点的高差倾角应小于20°；索道的全长一般选择2000m以内，不宜超过3000m；尽量避免采用S型左右连续转角。②除了跨越山谷等特殊情况外，支架间的档距不宜过大，一般为300～400m，不宜超过600m。③在斜坡上架设时，路线应选择在比铁塔基础坑面高的一侧，以便浇筑基础时混凝土自动流入基础坑，索道距铁塔基础坑边缘的水平距离以4～6m为宜。④尽量避免与电力线路等交叉。

（2）确定运输能力：运输能力包括索道的单件最大载荷和日运输量。索道的单件最大载荷一般为铁塔部件、基础部件和所用施工机械中最大的单件重量。索道的日运输量一般应等于线路铁塔最大基础的日混凝土运输量，保证一天内浇筑完毕一个基础。

连续运送混凝土时，可用下式确定日运输量：W=P0×（tt1）/（1.1m/v+t2） 式中：W 为日运输量，P0为每一个料罐所装的混凝土重量，t为索道一天实际运行时间，m为料罐之间的距离，v为牵引速度，t1为第一个料罐到达索道终点所需的时间，t2为装卸时间。一般情况下，按v=50m/min计算，单件最大载荷为2t时，混凝土的日运输能力为40～45m3。1T索道的混凝土日运输能力为20～25m3。

（3）选用钢索：如索道最大档距为400m，最大档的支撑点高差角为20°以内时，一般可按下表选定钢索直径。

单件最大载荷（T） 0.5 1.0 1.5 2.0承载索(6×7+1) Φ14 Φ20 Φ24 Φ26返空索(6×7+1) Φ10 Φ14 Φ16 Φ18牵引索(6×19+1) Φ8 Φ10 Φ14 Φ16

（4）几个参数的确定：①承载索无载荷时的中央弛度比S0的定义是：该承档索无载荷时，在中点处的弛度f0与该档档距L的比值，即S0=f0/L。S0小，表示在无载荷时钢索拉得较紧，承载索张力大，容易被拉断，但是行走车移动冲击小，钢丝绳不易疲劳，S0大则情况相反。一般输电线路施工用索道在最大档距对承载索、返空索取 S0=0.02～0.06，大多数取0.03～0.04，而牵引索的中央弛度比约为承载索的1.2～1.5倍。②安全系数：承载索和返空索的安全系数一般取K承=K空≥2.7，牵引索取K牵=5.0；索道运转时支架拉线所用钢丝绳的安全系数取K拉=4.0。③冲击系数：考虑到启动、停止以及紧急制动等情况，一般取冲击系数K冲=1.31。以上参数选择可以满足最大风速16m/sec时的索道安全运行，索道停止运转后最大风速（暴风时）55m/sec时，也可保证索道安全。

2 合理选择索道结构

（1）悬空吊轨与支架：悬空吊轨设置在索道的两端，其作用是，使行走车通过U型吊轨在承载索和反空索之间相互转移并完成物料装卸，所以，必须采用水平直线导轨，并采用门形端部支架和进口支架支撑。因地形、线路走向的需要，或者因为跨度太大等原因，在索道中间应设立中间支架，中间支架的结构有门型、单柱型等，可根据支架所受外力的大小、索道走向和现场条件决定。

（2）行走车和钳口：行走车上方的滚轮在承载索或返空索上行走，中部通过钳口与牵引索连接，下端提挂货物或料斗。行走车一般有单滚轮和双滚轮两种，可根据运送货物的重量选择，使用时通常选用双行走车提挂货物或料斗。钳口打开或闭合必须方便快捷，应保证瞬间完成，钳口连接应安全可靠，必要时应设置成双钳口连接，以保证安全运行。同时，行走车的形状和钳口尺寸必须与支撑器形状和牵引索直径相匹配。

（3）支撑器:支撑器固定在支架上，用它来支撑承载索或返空索,其形式较多，应正确选择。①端部支撑器：用来在始终端支撑承载索或返空索。②直线下压支撑器：这是最常用的支撑器，它的上端与支架连接，中部是放置承载索的鞍座，鞍座上有半圆形圆弧槽，可使承载索或返空索入座。鞍座下部与支撑器主体连接，鞍座可以绕中轴转动，承载索或返空索也可以在鞍座里滑动。下部是滚轮，牵引索在上移动，滚轮在下轴上转动，在滚轮的外侧纵水平设有行走车导向杆。③直线上拔支撑器：上拔支撑器用于上拔支架处，当货物在支架附近时此处承载索下压，而货物在其他档时此处承载索或返空索上拔，牵引索也有相似现象出现。该支撑器的承载索或返空索鞍座上有压盖，可把承载索或返空索套在里面，既能压住又能托住承载索或返空索。在下部的牵引索滚轮上有上下两排滚轮，使牵引索既能贴着上滚轮通过(被压下)，又能贴下滚轮通过(被托住)。直线下压、上拔支撑器只能用在索道无转角的支架上，当行走车在该支架相邻两个支架以外的档距处运行时，若该支架处的承载索或返空索一直下压，无上拨现象，用直线下压支撑器，否则用直线上拔支撑器。④内转角支撑器：内转角支撑器用在索道转角处的支架上，被安装在转角的内侧，由于转角而产生的牵引索水平分力使牵引索在支撑器下的滚轮上水平移向支撑器本体，因此要在支撑器本体靠下滚轮一侧再加上两个立式滚轮，挡住平移的牵引绳。⑤外转角支撑器(S转向支撑器)：也是用在索道转角处，但被安装在转角的外侧。这时，牵引索可能被横向分力拉离支撑器，为此把滚轮远离本体的一侧作成星型轮，用星型轮挡住牵引索，使牵引索在星型轮上转向。同时在支撑器远离本体处增加一个竖柱，用托板横向托住行走小车的上下，以防小车被牵引索拉离支撑器。但这种结构即使在竖直载荷较大的情况下，也只能用于8°以内的转角。

内、外转角支撑器用在索道有转角处的支架上，且成对安装，内转角支撑器受压，应安装在索道转向靠内的一侧。外转角支撑器受拉，应安装在索道转向靠外的一侧。

（4）反向挡止装置：万一行走车脱开牵引索，行走车和货物将从高处下滑，这类事故一旦发生，后果将非常严重，所以应在索道上安装反向挡止装置，起到安全补救作用。

（5）料斗：运输混凝土时应选用圆柱形或船形倾翻卸料式料斗，料斗转轴位于料斗重心以下，一旦拔出定位销，即能自动倾翻卸料，料斗容量可选0.23～0.32m3。

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