主索垂度对水文缆道受力影响的分析

主索垂度对水文缆道受力影响的分析 【摘 要】 依据《水文渡河设施设计不维修》提供的理论方法 , 计算了黄河下游某水文站吊箱缆道不同主索垂 度情况下的受力 , 分析了主索垂度变化对水文缆道受力影响的大小和方向 , 得出了设计条件相同情况下主索垂 度减小引起的水文缆道支架 、基础 、地锚稳定性降低和循环系统驱动力减小的结论 , 幵结合水文缆道的设计 、 施工和运行管理实际提出相应建议 , 以期对水文缆道的设计 、施工和运行管理有指导作用 。 【关键词】 水文缆道 主索垂度 受力分析 () 【中图分类号】 P335 【文献标识码】 A 【文章编号】 1672 - 2469 200906 - 0033 - 03 锚 , 缆道悬吊设计荷载 600 k g 的电动吊箱 。 1 问题的提出 受力计算分析3 水文缆道是水沙测验的主要设施 , 已在水文测 在相同设计条件下 , 依据《水文渡河设施设计 验中普遍使用 。但是 , 主索垂度的设计选择 、施工 [ 1 ] 不维修》提供的方法和公式 , 计算该缆道不同主 确定和运行管理往往被相关人员忽视 , 这些问题不 索垂度的受力大小及方向 。 同程度地影响着水文缆道的建造费用 、施工安全和 运行状况 。如设计垂度过小 , 缆道系统受力相对增 31 1 对主索加载张力的影响 () 加 , 造价相对增高 , 但利于吊箱 缆车 , 下同水 主索空载张力 H和加载张力 H 分别按照公式0 2 3 2 平运行 ; 设计垂度过大系统受力相对减小 , 但支架 E Fq L 2 K qL2 3 ) ( H- H= 和公式 A H- A H- 02 2 0 28 f 24 H 0 0高度相应增加 , 且不利于吊箱的水平运行 。施工时 确定主索垂度大于设计垂度 , 吊箱运行阻力大 , 小 E K F ( ) 0 计算 , 其中 f是主索空载垂度 。- C = B2 0 2 24 于设计垂度系统安全受影响等等 。因此 , 掌握主索 计算结果见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1 。 垂度变化对水文缆道受力和吊箱运行影响情况 , 对 水文缆道设计 、施工和使用有着重要指导作用 。在 表 1 主索垂度变化对主索张力影响计算统计 此依据水文缆道计算理论 , 在相同设计条件下 , 对 垂度 同 一 水 文 缆 道 按 照 主 索 垂 度 L / 30 、L / 40 、L / 50 、 L / 30 L / 40 L / 50 L / 55 L / 60 L / 65 L / 70 项 目 ( ) L / 55 、L / 60 、L / 65 、L / 70 L : 主索跨度全面计算缆 ( ) 主索张力 N62400 74900 85600 90400 95300 100000 105000 H ( ) 增大比例 %道主索 、循环索 、支架 、基础 、地锚受力情况 , 分20 14 6 5 5 5 析了主索垂度变化对水文缆道受力的影响 ,以期对 水文缆道的设计 、施工和使用有所指导 。表 1 说明 : 主索受力随主索垂度的减小逐渐增 大 ,最大增幅达 20 % ,当垂度小于 L / 50 后 ,增幅趋2 计算条件和缆道类型 于稳定 。主索张力的增加必将引起水文缆道支架 、 缆道类型选用黄河下游某水文站已建电动吊箱 基础和地锚受力的同步增加 ,对工程安全趋向不利 。 水文缆 道 , 该 缆 道 主 跨 460 m , 主 索 直 径 24 mm , ( ) 支架高度 22 m , 分三节 , 灌注桩 承 台式 基础 、地作者简介 :刘谦 1963 年 - ,男 ,工程师 。 度变化的影响 。31 2 对循环系统受力的影响 主材受力31 31 2 循环系统受力构件主要包括循环索 、导向轮和 2 qL X P + Y + G 驱动电机 ,主要力有循环索装配拉力、 T= ? 0 x 主材 内力N = + 8 f 0α 4co s P v) ( ) ( 2 a 、滑轮阻力行车阻力 T P = qL + P L - M + M v x zM + 风??? 2 H L a ,计算结果见表 4 。 α 2 bco s α d Z ’ (ζμ) F = + 2si n T 和循环索最大拉力 T =0 x max D 2 表 4 主索垂度变化对支架主材内力影响计算统计 ( ) T P + T0 x + 01 5K , 式中 f 0 是循环索 垂度 ,取值不 垂度 L / 30 L / 40 L / 50 L / 55 L / 60 L / 65 L / 70 主索相同 。各项力按相应公式计算结果见表 2 。项 目 ( ) 1 节内力 kN106 109 112 114 116 118 120 ( ) 增值 kN31 0 31 0 21 0 21 0 21 0 21 0 ( )0～6 m表 2 主索垂度变化对循环系统受力影响计算统计 ( ) 881 5 911 4 941 3 961 3 981 1 991 8 1011 5 内力 kN2 节 垂度 L / 30 L / 40 L / 50 L / 55 L / 60 L / 65 L / 70 ( ) 增值 kN21 9 21 9 21 0 11 8 11 7 11 7 ( )6～14 m项 目 3 节 ( ) kN内力 611 9 641 6 671 3 681 6 691 9 711 3 721 6 ( ) 装配拉力 T N1500 2000 2500 2800 3000 3220 3460 o ( ) 值 kN( 增21 7 21 7 11 3 11 3 11 4 11 3 ) 14～22 m ( ) 增大比例 %331 3 251 0 121 0 71 1 71 3 71 5 ( ) 行车阻力 N1126 863 704 647 598 554 517 T p ( ) 增大比例 %- 231 4 - 181 4 - 81 1 - 71 6 - 71 4 - 61 7 表 4 说明 : 钢塔支架主材内力随主索垂度减小 ( ) 滑轮阻力 N121 155 190 206 223 240 257 F 而增大 ,影响程度随支架的增高而减小 ,幵随垂度的 ( ) 增大比例 %281 1 221 6 81 4 81 3 71 6 71 1 ( ) 最大拉力 N减小趋于稳定 ,虽然内力平均增值不大 ,但因其直接 2816 3177 3449 3657 3864 4091 4318 Tm ( ) 增大比例 %121 8 81 6 61 0 51 7 51 9 51 5 破坏支架主材稳定性 ,特别当主材受力在允许范围 边缘的情况下 ,垂度增加则是破坏性的 ,不容忽视 。 2 说明 :随着主索垂度减小 ,循环索的装配拉表 31 4 基础受力 力 、滑轮阻力和最大拉力逐渐增大 ,而行车阻力逐渐 主索传给支架的三项力 X 、Y 、Z 通过支架传递 减小 ,主索垂度小于 L / 55 后各项力增幅基本趋于 到基础承台 ,经计算 ,主索垂度的减小增加了作用在 稳定 ,垂度由 L / 30 减小到 L / 40 增幅最大 。由此 基础承台上断面和铅直方向的作用力 ,水流方向受 ( ) ,断面和铅直方向力的变化对基础安全不利 。力不变 可见主索 循环索垂度减小降低了电动机的驱动 力 ,有利于吊箱的水平运行 ,但循环索拉力的增加不 31 5 地锚受力 主索垂度减小对主索地锚受力的影响计算结果 利于支架 、基础和循环索的安全稳定 。 见表 5 。 31 3 对支架受力的影响 31 31 1 主索传给支架的三项力变化 主索传给支架 表 5 主索垂度变化对地锚受力影响计算统计 的断面方向力 X 、铅直方向力 Y 垂度 和水流方向力 Z , 除水流方向没有变化外 ,另两项力L / 30 L / 40 L / 50 L / 55 L / 60 L / 65 L / 70 项 目 均随主索垂度减小明显增加 ,计算结果见表 3 。( ) 上拔力 N30000 33100 36600 38600 40600 42700 44700 P ( ) 增大比例 %101 3 101 6 51 5 51 2 51 2 41 7 ( ) 水平力 N63200 69700 77300 82500 86900 91400 95700 H 表 3 主索垂度变化对主索传给支架三项力的影响计算统计 ( ) 增大比例 %101 3 101 9 61 7 51 3 51 2 41 7 垂度 L / 30 L / 40 L / 50 L / 55 L / 60 L / 65 L / 70 项 目 ( ) 断面方向 N63000 79000 93000 98000 104000 110000 116000 X 表 5 说明 : 主索垂度的减小增加了作用在地锚 ( ) 增大比例 %251 4 171 7 51 4 61 1 51 8 51 5 的上拔力和水平力 ,两项力的增加不利于地锚稳定 ,( ) 铅直方向 N38200 43400 47900 49900 51900 54000 56000 Y ( ) 增大比例 %131 6 101 4 41 2 41 0 41 0 31 7 其中上拔力直接破坏地锚锚杆 、锚栓的安全 。 ( ) 水流方向 N1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 Z 4 结论与建议 调整主索垂度 ,保证水文缆道施工和运行安全 。41 2 建议 主索垂度变化对水文缆道的受力的影响足以引 41 21 2 施工 起设计 、施工和运行管理的重视 ,根据分析结论 、施 水文缆道施工时 ,主索垂度一般需经二次调整 才能达到设计要求 ,当设计者未给出空索垂度允许 工经验和实际需求 ,提出以下建议 ,谨供参考 。 41 21 1 设计变化范围时 ,首次空索架设垂度宜大于或等于设计 () 1设计垂度选择 。 主索垂度大小直接影响水垂度 ,避免小于设计垂度 ,架设或运行一段时间后主 文缆道系统的稳定性 索受力变长 、垂度增大 ,待变化基本稳定后再将主索 和吊箱水平运行的灵活性 ,在相同设计条件下 ,主索 调整到设计垂度 ,考虑到缆索的紧固过程垂度增加 , 垂度小 ,各构件的 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 规格及强度就要相应增大 ,吊 第二次调整一般小于设计垂度 3 %左右 。循环索垂 箱水平运行阻力小 ,相对灵活 ; 相反 ,材料规格及强 度按调整主索垂度的方法进行 。 度相应减小 ,支架高度增加 ,吊箱水平运行阻力大 , 41 21 3 运行管理 灵活性受影响 。所以 ,水文缆道设计应根据主跨大 吊箱缆道使用期间 ,夏季因气温高主索垂度会 小确定恰当的设计空索垂度 ,以避免垂度过小 ,材料 增大 ,冬季则会减小 ,同时主索自身张力和外力的作 规格 、强度要求高 ,造成浪费 ;垂度过大 ,造成支架过 用也会使垂度增加 。垂度增加虽然有利于缆道系统高和驱动电机动力大和吊箱运行不灵活 。所以 ,选 总体安全 ,但因吊箱爬坡阻力的增加不利于吊箱的 择合适的垂度对水文缆道的安全 、造价和使用至关 水平运行 ,甚至垂度过大时 ,会因驱动电机功率不足 重要 。根据使用经验 ,幵经调研分析认为 ,设计垂度 而出现故障 。所以使用期间严格执行操作规程 ,加 选 择 应 根 据 主 索 跨 度 大 小 确 定 , 一 般 地 : 主 跨 强垂度目测 ,发现过大或过小立即检测 ,及时调整 , ( ) 以保证吊箱缆道的运行安全顺畅 。L 500 m 以下 , 空索垂度宜在 L / 70 ～ L / 60 ; 500 ～ 700 m 之间 , 宜在 L / 60 ～ L / 55 ; 700 ～ 1000 m 之间 , 宜在 L / 55 ～ L / 50 ; 大于 1000 m 时 , 宜大于 L / 50 。参考文献 () 2给定垂度变化允许范围 。 1 袁东良 ,仸志进 , 谷源泽等 1 水文渡河设施设计不维修 分析可知 ,垂度的增加不减小必将引起水文缆 [ M ]1 郑州 :黄河水利出版社 ,20001道受力的相应变化 ,无论是施工期间还是使用期间 , ()上接第 20 页不合理 。大量不完全灌溉土地依靠超采地下水灌 溉 ,致使地下水超采严重 ,破坏了地下水生态环境 。 结束语5 因此必须有效降低农业灌溉用水量 ,减少地下 鄯善县水资源匮乏 ,属资源性缺水地区 ,各业用 水开采量 ,保护地下水生态环境 , 提高水资源利用水矛盾日益突出 。农业灌溉用水量约占各业用水总 率 ,以应对经济高速发展对水资源量的增长需求以 量的 90 %以上 ,而工业则用了少于 5 %的耗水量创 及生态环境保护对水资源的依赖 ,实现国民经济的 造了大于 95 %的 GD P 和产值 , 其水资源配置极为 可持续发展战略 。