空中操作手搖纜道在中小河流上的應用

吉林省水文水資源局長春分局 馬井濤 代輝 李本懷 王意惟

空中操作手搖纜道在中小河流上的應用

吉林省水文水資源局長春分局 馬井濤 代輝 李本懷 王意惟

空中操作纜道是將纜道操作室設在空中,架設于纜道鋼架上。以往的纜道無論是電動的還是手搖的,其操作都是建于地面,在地面上進行操作。但是,由于大部分水文站地處偏僻,操作室及索路經常遭到人為破壞,為減少這種情況發生,試圖利用纜道鋼架,將操作室建于空中,進行纜道操作。此種方法經過我地部分測站幾年來的應用,比較成功。

空中操作手搖纜道應用

一、空中操作手搖纜道測驗的好處

空中操作纜道測驗最大的好處就是安全、省力、測驗精度高、測洪能力強。由于測驗操作是在岸上進行,相對于人在水上作業安全系數要大的多,不存在水上作業沉船、翻船事故問題;且省人、省力,僅兩人即可完成一次測驗操作。較測船水上作業還能節省一定的測驗歷時。

同時由于設備、儀器均安置于室內,比較易于管理。特別是手搖纜道,因人力操作,還解決了偏僻測站因無電力設備而無法解決的問題。加之操作室設在空中,更易于管理。此外,手搖纜道還簡單、易于維修、易于操作。

鑒于上述諸多有利因素,纜道測驗可謂是水文纜道開展巡測(除橋測)之外的比較理想的測驗手段,也是發展水文現代化的最為有利的測驗設施。但是對于水面較寬的大江河,由于水面太寬,跨度太大,卻難以應用。此外,有的中小河流由于水面漂浮物過多也無法應用。

二、空中操作手搖纜道的形式

凡是跨河纜道兩岸都有支撐索道的鋼架(山區采用山錨的除外)。空中操作手搖纜道就是將操作室安裝在鋼架的上方,人在空中操作室里進行人力操縱纜道載物運行。靠索道運載儀器進行測驗操作,室內空間可容納兩人進行操作。全套設備由自立式、塔式鋼架、主索、牽引索、行車、絞車、操作室、信號發射器等組成。造型美觀、牢固。空中操作視野寬闊,測驗斷面整潔,省去了船測的壓船索、讀距索、牽船索、測船等。

由于手搖纜道是人力操作,設計上考慮省力因素,采用開口平衡式循環升降方式。將牽引索、懸索與行車連成一閉合整體,起重滾筒用油輪與工作索(牽引索和懸索總稱)相連接,當絞車垂直滾筒剎住時,打開水平滾筒,行車可以水平移動;反之,剎住水平滾筒時,打開垂直滾筒,則鉛魚可以上下提放。水平與垂直運行互不干擾,但不可同時循環和起重。同時為省力起見,設有平衡錘及復滑輪組裝置。工作原理如下圖所示:

三、空中操作手搖纜道的應用條件

經我地區測站幾年來的應用證明,這種纜道在跨度為100m以內,且漂浮物不多的中小河流非常適用。不受水深與流速的限制。若流速太大(一般在4.0m/s以上),可增設拉偏索。因此適用條件比較寬限。因屬人力操作,跨度太大,索垂度增加,操作起來比較費力,所以跨度以不超過100m為宜。

四、設計標準及參考數據

按河寬<100m,水深<8m,流速<4m/s,風速24m/s考慮。

(1)鋼架為方截塔式鋼架,高度一般為5～6m為宜,具體視河道及兩岸地形情況而定。

(2)安全超高2m,加載垂度2m,主索跨度不超100m。

(3)鉛魚重50kg,主索直徑采用Φ15.5mm,破斷拉力12500kg。

(4)牽引索直徑Φ3.0mm,破斷拉力640kg。

(5)砼方塊錨尺寸(1.5×0.8×1.5)m,錨桿采用Φ30圓鋼。

五、設計時考慮的因素

(1)主索的設計與計算。按照國家有關規范,結合水文特性和地理位置進行設計。設計中主要考慮索自重,最大荷載(鉛魚、行車、牽引索、流速、風力及水中意外超載等因素),設計重度等。

(2)牽引索的設計。牽引索的拉力及垂度主要取決于鉛魚的重量,同時還要考慮跨度因素。在鉛魚重量一定的情況下,跨度大時,如選用小規格的牽引索,雖垂度合適,但安全系數變小;如選用大點規格的牽引索,則安全系數增加,垂度也變大。

(3)砼地錨計算。主要考慮錨自重、主動土壓力、被動土壓力、側面土壓力、錨上方截土重。錨桿的直徑及錨栓的抗壓抗剪。

(4)鋼架的強度計算。除鋼架自身強度外,還要考慮附設于其上的操作室的荷載計算。

(5)鋼架的基礎計算。主要應考慮上壓穩定性,主柱強度及底板強度。

(6)避雷因素。

六、纜道的養護

纜道的安全及壽命除設計因素之外,主要在于日常養護。保養得好,即能達到設計使用標準,使用起來省力。養護不好,不但使用起來費力,而且還會縮短使用壽命,降低使用標準。

根據我地區幾年來的應用情況,主要應做好下述養護:主索與牽引索要經常涂油。特別是經常磨損部位(包括錨桿與地面接觸部位)。主索應定期串位,滑輪、絞車、行車經常上油,保持其靈活性。鋼架及操作室及時補漆,以防銹蝕。對于經常過水的地錨還要注意錨上方土層的變化,防止意外。

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