【建筑工程设计】工程索道课程设计《索道运输》课程设计（1周）院(系)：专业：年级：学号：姓名：成绩：指导教师：2012年7月5日目录课程设计任务书与指导书 (2)设计说明书 (3)计算书 (4)1.计算无荷主要参数 (4)（1）设计计算跨的确定 (4)（2）设计计算跨的无荷中挠系数S0M的确定 (4)（3）各跨无荷中挠系数S0（I）及其无荷中央挠度F0(I) (m) (4)（4）各跨无荷索长L0（I）和全线路无荷索长L0(m) (5)（5）振动波往返一次所需的时间S E (I ) (s) (6)2.计算设计荷重P(N ) (6)3.承载索设计计算 (7)（1）初选承载索规格 (7)（2）无荷重时最大拉力T W与下支点安装张力T X(N) (7)（3）计算各跨荷重比N（I） (7)（4）无补正有荷最大拉力T Q（N） (8)（5）有补正有荷最大拉力T M（N） (9)（6）计算跨的无补正有荷中挠系数S (11)（7）计算跨的有补正有荷中挠系数S′ (12)（8）承载索的校核 (12)4.索道侧型设计 (12)（1）各跨支点的弯折角δ (I)(°) (12)（2）弯折角的正切值tan δ (I) (13)（3）侧型参数的校核 (13)5.悬索无荷线形f0x(I )和有荷线形f D(I )的计算（m） (14)6.求地面变坡点与有荷悬索间的垂直距离H Y（J）(m) (18)7.集材方式方法的选择 (23)8.工作索和绞盘机的选择 (23)（1）工作索选择 (23)（2）绞盘机所需实际功率N X的校核（kW） (24)9.附图1 索道侧型设计 (30)附图2 索道索系图（鸟览图）设计 (31)施工预算书 (32)1．课程设计名称：索道运输2．总周数：1周学分：1学分3．目的及任务、要求⑴目的课程设计是《索道运输》课程的一个重要实践环节。

通过课程设计，使学生加深理解和掌握所学理论知识，增强学生的实践技能，正确掌握工程索道的一般原理、方法和步骤，为今后学生从事工程索道的设计、架设和管理打下坚实基础。

⑵任务完成一条3跨增力式货运索道完整的设计，具体设计内容(任务)如下：①对索道进行完整的设计计算；②确定集材方式方法；③索道侧型图设计；④索道索系图(鸟览图)设计；⑤索道施工预算书；⑥编写设计说明书。

⑶要求计算书和图纸要装订成册，出题每人1题，每人交1份，每份应有封面和目录。

4．成绩评定评分依据：①设计计算方法正确，内容完整；②图形布置合理，符合索道设计要求；③说明书内容完整、清楚；5．主要参考资料：①周新年．架空索道理论与实践．北京：中国林业出版社，1996．②中华人民共和国林业部．林业架空索道设计规范(LY 1056-91)．北京：中国标准出版社，1992．③周新年．工程索道与柔性吊桥――理论设计案例．人民交通出版社，2008．2009级交通运输专业《索道运输》课程设计试架设一条3跨(N＝3)单线3索增力式货运架空索道。

已知参数为跨号Ｉ倾角X0(I) /(°)跨距L0(I) /m1 11.27 4042 14.18 2873 10.35 200试选牵引索13 6 × 19 NFC 1 570 B ZS(GB/T 20118－2006)，其单位长度重力Q Q=5.93 N/m，钢索许可破断拉力T Pq=81 500 N；承载索28 6 × 19 NFC 1 670 B ZZ(GB/T 20118－2006)，其单位长度重力Q S=27.5 N/m，横截面面积A=289.95 mm2，钢索许可破断拉力T P=402 000 N；钢索弹性模量E=1×105 MPa。

木捆重量P1=20 000 N。

初选K1跑车：跑车轮数N0=4个，跑车自重P2=1 450 N，载物钩重P3=100 N，鞍座处设置有托索器；初选闽林821绞盘机：额定功率为51.5 kW，绞盘机位置低于集材点73.2 m；起重牵引速度V=1.5 m/s。

初定无荷中挠系数S OM=0.035 5+学号后2位数字/10 000，各跨线形按M=10等分计算；计算跨支点位移量D L＝0.2 m；温差D T＝10℃。

索道下支点坐标(0，0.5)。

地面总变坡点数S＝9，测量得地面变坡点坐标为跨号I变坡点数N(I) 地面变坡点坐标XY(J)、YY(J) /m1 4 (0，0)；(166，-49)；(280，20)；(404，70)；2 4 (518.8，32)；(576.2，50)；(691，148)；3 3 (791，100)；(891，184)要求按抛物线(堀氏)理论对该索道进行完整的设计计算，并绘制索道纵断面图。

提示堀氏设计结果：SS(1) =－2.91 SS(2) = 3.83当S0M=0.0355～0.0465时，K=1.05～1.30 J=27.33%～33.00%C=26.12～20.00 N1=2.36～2.94满足全部校核条件：K＞1.05、J=10%～35%、C=20～30、N1＞2计算书1．计算无荷主要参数(1) 多跨索道设计计算跨的判断(表2-1)表2─1 判断设计计算跨/m设计计算跨L M≥500L M<500最大跨所在跨最大弦倾角所在跨ΔL≥20ΔL<20ΔL≥10ΔL<10注：L M—最大跨距；ΔL—最大与最小跨距之差。

判断出设计计算跨后，对该跨的承载索的各技术参数进行设计计算。

可知最大跨所在跨为计算跨，即第一跨为计算跨(2) 设计计算跨的无荷中挠系数S0M的确定将设计计算跨视为单跨索道考虑，荐用取S0M=0.03~0.05，因，所以，S0=S0M。

(3) 各跨无荷中挠系数S0(I)及其无荷中央挠度F0(I)(m)(1)(2)式中l M—计算跨的弦线长度(m)；l(I)—各跨弦线长度(m)，；l0(I)—各跨水平跨距(m)；l0-—-全线路水平跨距，；α0(I)—各跨的弦倾角(°)；N—跨数，I=1，2，3，…，N。

第一跨无荷中挠系数S0(1)及其无荷中央挠度F0(1)(m)计算如下：第二跨无荷中挠系数S0(2)及其无荷中央挠度F0(2)(m)计算如下：第三跨无荷中挠系数S0(3)及其无荷中央挠度F0(3)(m)计算如下：(4) 各跨无荷索长L0(I)和全线路无荷索长L0(m)(3)(4) 所以:第一跨无荷索长L0(1)第二跨无荷索长L0(2)第三跨无荷索长L0(3)全线路无荷索长L0(m)：(5) 振动波往返一次所需的时间S E(I)(s)所以：第一跨振动波往返一次所需的时间S E(1)(s)第二跨振动波往返一次所需的时间S E(2)(s)第三跨振动波往返一次所需的时间S E(3)(s)2．计算设计荷重P(N)(5)式中P1、P2—分别为木捆和跑车重量(N)；W Q—牵引索自重(N)，，鞍座上有托索器时，；L0M—计算跨的无荷索长(m)；Q Q—牵引索单位长度重力(N/m)，其规格按GB/T 20118－2006选取；G—冲击系数，。

又鞍座处设置有托索器3．承载索设计计算(1) 初选承载索规格根据设计荷重P按GB/T 20118－2006初选承载索规格。

如库存钢索，则可酌情选用，而后进行计算。

(2) 无荷重时最大拉力T W与下支点安装张力T X(N)(6)(7)式中q—承载索单位长度重力(N/m)；H—计算跨上支点到索道最高支点的垂直距离(m)；α0M—计算跨的弦倾角(°)；—计算跨的无荷最大拉力(N)，。

H是计算跨上支点到索道最高支点的垂直距离(m)(3) 计算各跨荷重比N(I)(8)计算跨的荷重比n M为式中W—计算跨悬索自重(N)，W=qL0M。

所以:第一跨荷重比N(1)如下：第二跨荷重比N(2)如下：第三跨荷重比N(3)如下：计算跨的荷重比n M(4) 无补正有荷最大拉力T Q(N)T Q=T Q’+qH(9) 式中T Q’—计算跨的无补正有荷最大拉力(N)，计算式为T Q’=；H max—无补正有荷水平拉力(N)，；GⅡ—有荷悬索荷重因数，计算式为；ω(I)—线载荷在X轴上的投影，。

所以：第一跨线载荷在X轴上的投影如下：第二跨线载荷在X轴上的投影如下：第三跨线载荷在X轴上的投影如下：因为计算跨为第一跨，所以所以：有荷悬索荷重因数如下：故取S0=S0M故取所以：无补正有荷最大拉力T Q(N)如下:故取(5) 有补正有荷最大拉力T M(N)(10)式中H M—有补正有荷水平拉力(N)，；H0’—有补正无荷的水平拉力(N)，；S0′—有补正无荷中挠系数，。

ε—综合补正系数，计算式为；；；；；；G I—无荷悬索荷重因数，G I=1；Δt—钢索投产时与安装时的温差，比安装时温度高取正值，否则取负值；ω1—钢索的热膨胀系数，一般ω1=1.1×10-5；D L—计算跨上、下支点弦线方向位移量之和(m)。

；因为：计算跨支点位移量；；；温差＝10 ℃；℃；—无荷悬索荷重因数，解之得：，为虚数（舍去）综上所述所以有补正有荷最大拉力T M(N)如下：故取(6) 计算跨的无补正有荷中挠系数S(12)式中r—计算跨的中央挠度增加系数，。

(7) 计算跨的有补正有荷中挠系数(13)(8) 承载索的校核1) 承载索安全系数N1的校核在刚安装架设投产初期，悬索成无补正有荷状态，此时的拉力大于投产中后期的有补正有荷状态下拉力。

因此，必须用无补正有荷最大拉力T Q校核承载索安全系数N1。

≥2(14)式中T—所选钢索钢丝的破断拉力。

2) 校核承载索拉力与轮压的比值C(15)式中P—设计荷重；N0—跑车轮数。

C值必须满足20≤C≤30，C若不在此范围内，就增加跑车轮数，或酌情重选钢索，或改变设计荷重。

C值必须满足20≤C≤30；故不需要增加跑车轮数任选初定钢索。

4．索道侧型设计索道各跨的弦倾角的约定：弦倾角自左至右，仰角为正，俯角为负。

(1) 各跨支点的弯折角δ(I)(°)(16)故第一跨弦线与第二跨弦线的弯折角δ(1)(°)如下：第二跨弦线与第三跨弦线的弯折角δ(2)(°)如下：(2) 弯折角的正切值tanδ(I)Z(I) = tanδ(I) (17) 要求Z(I)的绝对值满足：2% ≤ |Z(I)| ≤ 8%。

故第一跨与第二跨弦线的夹角即弯折角的正切值tanδ(1)如下：故满足要求故满足要求(3) 侧型参数的校核1) 凸形线路校核弯挠角的正切值(18)式中αCP—相邻两跨的索道弦倾角平均值，。

要求：tanθ(I)必须在[10%，35%]范围内。

当弯挠角的正切值大于许用值时，可视具体线路情况采取以下措施：①增设中间支架；②降低计算跨支架高度；③中间支架高度不变，将前后跨支点升高。