多跨索道

《林學(xué)名詞》第二版。 2100433B

由兩個(gè)以上支架組成的索道系統(tǒng)。

矢跨比要點(diǎn)

根據(jù)索道橋的通行標(biāo)準(zhǔn)，采用幾何非線(xiàn)性有限元方法，借助 ANSYS 軟件分析大矢跨比車(chē)行索道橋靜力特性，對(duì)比并考察了其施工可行性與結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性．結(jié)果表明大矢跨比索道橋的所有結(jié)構(gòu)行為參數(shù)都達(dá)到常規(guī)索道橋的技術(shù)要求； 所有構(gòu)件的安裝具有可施工性； 結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)勢(shì)顯著，該結(jié)構(gòu)可行性好．

車(chē)行索道橋?qū)儆诤?jiǎn)易柔性懸索橋的橋梁大類(lèi)． 這種橋梁主索的矢跨比必須小于 1 /35，以滿(mǎn)足跨端行車(chē)的要求． 因此橋梁主索的恒載拉力占總設(shè)計(jì)拉力的比重往往很大，致使索材的利用效率較低．為了降低主索的拉力，加大橋梁主索的矢跨比，使之大于 1 /35； 同時(shí)，縮短橋跨兩端八字形橫梁的吊臂高度，憑借穩(wěn)定索把橋面索吊起，達(dá)到改善橋頭縱坡的目的．在此，把主索矢跨比大于 1 /35 的索道橋稱(chēng)為大矢跨比索道橋。

矢跨比成橋狀態(tài)恒載作用下的找形分析

采用 upgeom 命令將求得的節(jié)點(diǎn)位移值疊加到找形起始有限元模型的各節(jié)點(diǎn)上，更新模型后便得到成橋狀態(tài)恒載作用下橋梁平衡狀態(tài)的幾何形狀，此時(shí)，縱向橋面索為一條平順的曲線(xiàn)． 19#( 19‘’#) 橫梁至右( 左) 跨端區(qū)間的橋面索也由起始位形的折線(xiàn)變?yōu)槠交€(xiàn)； 在橫橋向，每道橋面板和橫梁的水平段的各相鄰節(jié)點(diǎn)的豎向相對(duì)變位小于1mm．找形分析得到的橋面索線(xiàn)形滿(mǎn)足索道橋橋面的行車(chē)要求．

由理想柔性索幾何線(xiàn)形的懸鏈線(xiàn)解析公式可知，在成橋狀態(tài)恒載基本不變的情況下，主索跨徑所對(duì)應(yīng)的等代簡(jiǎn)支梁跨中彎矩也不變，這時(shí)主索的水平索力決定其跨中矢高； 而不同的主索水平索力又對(duì)應(yīng)于索單元不同的初應(yīng)力值． 因此，不同橫梁位置所對(duì)應(yīng)的等代簡(jiǎn)支梁的跨中彎矩相近，同時(shí)在找形分析時(shí)索單元所設(shè)置的初應(yīng)力值也相同，那么最終得到的索道橋成橋平衡態(tài)的跨中矢跨比也會(huì)很接近． 這為索結(jié)構(gòu)找形分析時(shí)索單元初應(yīng)變的合理選擇提供了判據(jù)．

矢跨比結(jié)論

首先擬定了大矢跨比索道橋的結(jié)構(gòu)方案，并分析了它的靜力特性．最后通過(guò)對(duì)比，考察了其施工可行性與經(jīng)濟(jì)性．

( 1) 大矢跨比索道橋力學(xué)行為的空間效應(yīng)更加顯著． 用于傳統(tǒng)索道橋結(jié)構(gòu)分析的平面解析法不宜用于這種結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析．只有采用能考慮到結(jié)構(gòu)構(gòu)件空間效應(yīng)的幾何非線(xiàn)性有限元法對(duì)其做精細(xì)分析，才能正確把握其力學(xué)特性．

( 2) 縮短索道橋跨端附近橫梁的吊臂長(zhǎng)度能改善橋頭縱坡，但改善幅度有限．因受跨端橋面縱坡的限制，索道橋的主索跨中矢跨比很難達(dá)到常規(guī)公路懸索橋的主索矢跨比．

( 3) 大矢跨比索道橋的結(jié)構(gòu)行為參數(shù)達(dá)到常規(guī)索道橋的技術(shù)要求； 其所有構(gòu)件的安裝完全可采用現(xiàn)有的常規(guī)施工技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，具有可施工性； 并且該結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)勢(shì)顯著．由此可知該結(jié)構(gòu)形式是完全可行的．

集材索道類(lèi)型很多，結(jié)構(gòu)各異。根據(jù)有無(wú)中間支架分單跨和多跨索道；根據(jù)木材移動(dòng)的動(dòng)力分重力和動(dòng)力索道；根據(jù)承載索的工作狀態(tài)分承載索固定式、松緊式、運(yùn)行式索道和循環(huán)式曲線(xiàn)索道；根據(jù)集運(yùn)原木、原條或伐倒木的懸吊狀態(tài)分全懸式和半懸式索道。

集材架空索道一般是在兩根集材桿（活立木、工支架或伐根）上架設(shè)一條承載索，上面懸掛跑車(chē)，絞盤(pán)機(jī)通過(guò)一套鋼索導(dǎo)繞系統(tǒng)進(jìn)行木材的小集中（收集索道兩側(cè)各70米以?xún)?nèi)的木材）、起吊和集運(yùn)（見(jiàn)圖）。如兩集材桿間的距離(稱(chēng)跨度)較大而地形又比較復(fù)雜時(shí),在兩桿間的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)布置中間支架,其上掛一鋼絲繩，用懸掛中間支架鋼絲繩上的鞍座把承載索吊起。如索道線(xiàn)路通直時(shí)，用直線(xiàn)鞍座。如線(xiàn)路需要拐彎時(shí)，用轉(zhuǎn)向鞍座。集材架空索道由不同的機(jī)械、材料和機(jī)具組合而成。它們的選擇主要根據(jù)索道的運(yùn)載量和林區(qū)條件（地形、地勢(shì)和林分）來(lái)決定。中國(guó)根據(jù)運(yùn)載量確定的索道設(shè)備有0.8、1.5、3和6噸4個(gè)系列。 　集材架空索道屬于固定或半固定式設(shè)備，作業(yè)期限較短，需要經(jīng)常轉(zhuǎn)移，致使在索道作業(yè)成本中，安裝費(fèi)用占去了25～50%。為了壓縮安裝工時(shí)，采用以細(xì)繩拉粗繩的機(jī)械鋪索法，以鉤環(huán)代替索卡的固索法等。發(fā)展趨勢(shì)是加大伐區(qū)道路網(wǎng)密度，縮短集材距離，采用單跨、帶鋼架桿的行走式絞盤(pán)機(jī)、遙控跑車(chē)和無(wú)線(xiàn)通訊等，縮短安裝工時(shí)。2100433B

客運(yùn)索道支架的形式如圖1所示。大型貨運(yùn)索道支架也可參考其中形式。對(duì)于吊椅式或2～6人吊籃式多采用圖1中(a)或(b)的型式，大型索道采用圖1中(c)的型式。

根據(jù)GBl2352-2007的規(guī)定，客運(yùn)索道支架不宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，不允許采用木支架，不得采用繃?yán)K拉緊型式的支架。采用開(kāi)口型鋼材，壁厚不得小于5 mm，采用閉口型鋼材，壁厚不得小于2.5 mm，且內(nèi)壁應(yīng)防銹。支架金屬材料的破斷安全系數(shù)不得小于3，同時(shí)應(yīng)考慮疲勞強(qiáng)度。支架及鞍座不應(yīng)限制車(chē)輛的縱向和橫向擺動(dòng)的自由度。

支架由型鋼焊制，要求輕巧、精確，搬運(yùn)方便、拆卸容易，施工簡(jiǎn)單，支架應(yīng)在托、壓索輪外側(cè)安裝捕索器和保護(hù)開(kāi)關(guān)，在橫擔(dān)上設(shè)擋臂，一旦鋼索脫落，可以捕捉和承托運(yùn)載索；支架還必須安裝吊架以方便、省力地安裝運(yùn)載索；支架應(yīng)設(shè)爬梯以及與索道傾角一致的工作平臺(tái)；支架重車(chē)側(cè)安裝4輪制托、壓索輪，輕車(chē)側(cè)為2輪制；支架基礎(chǔ)優(yōu)先采用體積較小的短柱式鋼筋混凝土基礎(chǔ)，巖石區(qū)可采用梁式或錨桿式基礎(chǔ)，以降低造價(jià)。支架基礎(chǔ)的抗滑移、抗傾覆、抗扭轉(zhuǎn)安全系數(shù)均應(yīng)大于1.5。