吉林省水文水资源局长春分局 马井涛 代辉 李本怀 王意惟

空中操作手摇缆道在中小河流上的应用

吉林省水文水资源局长春分局 马井涛 代辉 李本怀 王意惟

空中操作缆道是将缆道操作室设在空中,架设于缆道钢架上。以往的缆道无论是电动的还是手摇的,其操作都是建于地面,在地面上进行操作。但是,由于大部分水文站地处偏僻,操作室及索路经常遭到人为破坏,为减少这种情况发生,试图利用缆道钢架,将操作室建于空中,进行缆道操作。此种方法经过我地部分测站几年来的应用,比较成功。

空中操作手摇缆道应用

一、空中操作手摇缆道测验的好处

空中操作缆道测验最大的好处就是安全、省力、测验精度高、测洪能力强。由于测验操作是在岸上进行,相对于人在水上作业安全系数要大的多,不存在水上作业沉船、翻船事故问题;且省人、省力,仅两人即可完成一次测验操作。较测船水上作业还能节省一定的测验历时。

同时由于设备、仪器均安置于室内,比较易于管理。特别是手摇缆道,因人力操作,还解决了偏僻测站因无电力设备而无法解决的问题。加之操作室设在空中,更易于管理。此外,手摇缆道还简单、易于维修、易于操作。

鉴于上述诸多有利因素,缆道测验可谓是水文缆道开展巡测(除桥测)之外的比较理想的测验手段,也是发展水文现代化的最为有利的测验设施。但是对于水面较宽的大江河,由于水面太宽,跨度太大,却难以应用。此外,有的中小河流由于水面漂浮物过多也无法应用。

二、空中操作手摇缆道的形式

凡是跨河缆道两岸都有支撑索道的钢架(山区采用山锚的除外)。空中操作手摇缆道就是将操作室安装在钢架的上方,人在空中操作室里进行人力操纵缆道载物运行。靠索道运载仪器进行测验操作,室内空间可容纳两人进行操作。全套设备由自立式、塔式钢架、主索、牵引索、行车、绞车、操作室、信号发射器等组成。造型美观、牢固。空中操作视野宽阔,测验断面整洁,省去了船测的压船索、读距索、牵船索、测船等。

由于手摇缆道是人力操作,设计上考虑省力因素,采用开口平衡式循环升降方式。将牵引索、悬索与行车连成一闭合整体,起重滚筒用油轮与工作索(牵引索和悬索总称)相连接,当绞车垂直滚筒刹住时,打开水平滚筒,行车可以水平移动;反之,刹住水平滚筒时,打开垂直滚筒,则铅鱼可以上下提放。水平与垂直运行互不干扰,但不可同时循环和起重。同时为省力起见,设有平衡锤及复滑轮组装置。工作原理如下图所示:

三、空中操作手摇缆道的应用条件

经我地区测站几年来的应用证明,这种缆道在跨度为100m以内,且漂浮物不多的中小河流非常适用。不受水深与流速的限制。若流速太大(一般在4.0m/s以上),可增设拉偏索。因此适用条件比较宽限。因属人力操作,跨度太大,索垂度增加,操作起来比较费力,所以跨度以不超过100m为宜。

四、设计标准及参考数据

按河宽<100m,水深<8m,流速<4m/s,风速24m/s考虑。

(1)钢架为方截塔式钢架,高度一般为5～6m为宜,具体视河道及两岸地形情况而定。

(2)安全超高2m,加载垂度2m,主索跨度不超100m。

(3)铅鱼重50kg,主索直径采用Φ15.5mm,破断拉力12500kg。

(4)牵引索直径Φ3.0mm,破断拉力640kg。

(5)砼方块锚尺寸(1.5×0.8×1.5)m,锚杆采用Φ30圆钢。

五、设计时考虑的因素

(1)主索的设计与计算。按照国家有关规范,结合水文特性和地理位置进行设计。设计中主要考虑索自重,最大荷载(铅鱼、行车、牵引索、流速、风力及水中意外超载等因素),设计重度等。

(2)牵引索的设计。牵引索的拉力及垂度主要取决于铅鱼的重量,同时还要考虑跨度因素。在铅鱼重量一定的情况下,跨度大时,如选用小规格的牵引索,虽垂度合适,但安全系数变小;如选用大点规格的牵引索,则安全系数增加,垂度也变大。

(3)砼地锚计算。主要考虑锚自重、主动土压力、被动土压力、侧面土压力、锚上方截土重。锚杆的直径及锚栓的抗压抗剪。

(4)钢架的强度计算。除钢架自身强度外,还要考虑附设于其上的操作室的荷载计算。

(5)钢架的基础计算。主要应考虑上压稳定性,主柱强度及底板强度。

(6)避雷因素。

六、缆道的养护

缆道的安全及寿命除设计因素之外,主要在于日常养护。保养得好,即能达到设计使用标准,使用起来省力。养护不好,不但使用起来费力,而且还会缩短使用寿命,降低使用标准。

根据我地区几年来的应用情况,主要应做好下述养护:主索与牵引索要经常涂油。特别是经常磨损部位(包括锚杆与地面接触部位)。主索应定期串位,滑轮、绞车、行车经常上油,保持其灵活性。钢架及操作室及时补漆,以防锈蚀。对于经常过水的地锚还要注意锚上方土层的变化,防止意外。

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