面向森林工程等专业：40学时，2.5学分，专业基础课。

   1．了解工程索道与悬索桥的种类及其组成，工作原理和应用范围；

   2．具有对索道机械选型，结构设计方案的分析能力及操作绞盘机的基本技能；

   3．掌握索道侧型设计的基本理论与索道设计方法；

   4．具有索道勘测设计与安装架设方面的基本知识和技能。

三、教学基本要求和方法

   根据本课程的目的和任务，必须切实加强理论教学为生产服务，在教学内容上确保“三基”，注意本学科的国内外现代科技的发展，开拓学生视野，采用理论和实践教学相结合的办法。各部分内容基本要求如下：

   工程索道课程的任务和要求：内容和要求；教学方法；主要参考书。

   工程索道特点及其应用：工程索道概念；客运索道在景区建设中的地位和作用；与拖拉机集材相比，架空索道优越性和局限性。

   国外索道发展与展望：索道的发展史；索道生产现状；索道发展存在的问题及对策；索道发展的趋势和展望。

   我国索道发展与展望：发展史；发展趋势(改善传统旧设备；创新研制集运材新装置)。

   客运索道发展历史；我国客运索道发展现状。

   客运索道类型及其工作原理：客运索道的定义与分类；客运索道与货运索道的相同点与不同点；客运索道类型及其工作原理。

   索道主要组成及其功用：索道主要由钢索、跑车、绞盘机、支架(活立木、木架或钢支架等)、鞍座(直线或拐弯鞍座)、止动器和滑车等组成。

   索道基本类型及其适用条件：集材架空索道(全自动和半自动、增力式、松紧式、运行式)，运材架空索道(单索循环式、单线双索循环式)，索系图的绘制。

   标准：ZBB9600886，分索道类型举例讲解标记方法。

   钢丝绳的组成、直径、捻距、标记、类型及其结构。

   机械性能：抗拉强度与破断拉力；弹性伸长与弹性模量；刚性与旋转。

   国外架空索道用钢丝绳综合评述。

   索道钢索的选择要求，各索的选择类型。

   钢索的使用与管理(正确使用、养护、损耗与报废等)，长接法、短插法。

   索具：卡子、绳夹板、松紧器、卸扣。

   跑车的分类及功能。

   集材跑车结构要求、型式与结构(简易跑车、半自动跑车、全自动跑车)，四大机构分析和要求。

   运材跑车结构要求、型式与结构，几种握索块的受力分析与比较。

   客运索道的吊椅、吊篮、吊厢、客车。

   索道的附属装置：各种滑轮、载物吊钩、鞍座、止动器、支架、通讯等。

   索道绞盘机的主要用途、分类和标记、基本组成及其产品分类。

   索道绞盘机的工作特点，对索道绞盘机结构和性能要求，技术性能参数确定及其要求。

   卷筒的作用与分类，光面缠绕卷筒基本尺寸确定，曲面卷筒合理曲面分析。

   离合器与制动器的分类、功用、结构与特点。

   客运索道绞盘机结构与设计。

   绞盘机使用管理和维修保养。

   悬索线形及拉力计算理论基础是悬链线理论、抛物线理论，无量纲的悬索曲线理论和摄动法在悬索设计计算上的应用，悬索理论的发展及应用。

   承载索计算：无荷悬索的线形及拉力计算，有荷悬索的线形与拉力计算；先单跨后多跨；悬索的补正计算；升角计算；承载索的耐久性、安全系数与承载索规格的确定。

   工作索计算：牵引索运行中的阻力；工作索的拉力计算；安全系数与工作索规格确定。

   索道选线步骤和原则，方案比较，索道测量方法。

   索道侧型设计原则，弯折角、弯挠角、安全靠贴系数与支架漂起检查。

   索道纵断面图的精确绘制法与简便作图法。

   承载索的锚定力学计算，人工卧桩、立柱的锚结，立木与伐根支座的锚结。

索道的安装架设与使用管理

   索道安装架设要做的工作，安装作业网络图的编制，安装作业机械化。

   安装拉力及张紧度的测定：振动敲击法、倾角法、拉力器法、索长法。

   索道安全技术规程与使用管理。

专题1 客运索道开发与设计

   客运索道合理性和必要性、安全性与经济性，福建省客运索道的发展前景，我国客运索道的发展趋势，单线循环吊椅式客运索道设计，客运索道设计基础资料与建设的一般流程。

专题2 滑索开发与设计

   滑索发展历史，滑索类型及其工作原理，我国滑索的发展现状，我国滑索存在问题及其对策，我国滑索的发展趋势，无减速索有缓冲滑索的设计。

   索道工程设计：索道设计目的，索道工程设计系统。

   索道优化设计：索道优化设计的目的和意义，索道优化设计系统，索道承载索的优化设计，给定设备的索道优化设计。

   受限地段过河索道设计，水利吊装索道设计，特大桥双承载索吊装索道设计，武当山特殊吊装索道设计，单索循环式货运索道。

   武当山特殊吊装索道设计研究：研究背景，索道选线，设计资料，索道的总体布置，主要技术参数，小结。

专题5 悬索桥开发与设计

   悬索桥：悬索桥的概念，悬索桥的发展，悬索桥的构造。

   悬索桥的应用现状，悬索桥的主要参数，部分悬索桥的综合评价；武夷山桃源浴生态旅游景区柔性吊桥设计，福建建瓯市慈口柔性吊桥改进设计；福州市螺洲大桥钢箱梁步履式平移顶推工法；矮寨特大悬索桥轨索运钢桁梁架设施工方案。

   开卷计算机网考、一张纸闭卷、全开卷与全闭卷。任选其一，或取两种形式考试，各占比例。

五、授课教材及主要参考书目

   1．1996-2007年，本课程教材选用：

   周新年．架空索道理论与实践．北京：中国林业出版社，1996．

   2．2008-2012年，本课程教材选用：

   周新年．工程索道与柔性吊桥―          ――理论设计案例．北京：人民交通出版社，2008．

   3．2013年以来，本课程教材选用：

   周新年．工程索道与悬索桥      ．北京：人民交通出版社，2013．

   1．粟金云．山地森林采运学．北京：中国林业出版社，1993．

   2．史济彦．中国当代森林采运科技新成果．北京：中国林业出版社，1994．

   3．史济彦，周新年．中国森林采运技术及其发展．哈尔滨：东北林业大学出版社，1998．

   4．加藤诚平著，张德义译．林业架空索道计算法．北京：农业出版社，1965．

   5．А·И杜盖尔斯基著，孙鸿范译．架空索道及缆索起重机．北京：高等教育出版社，1955．

   6．单圣涤．悬索曲线理论及其应用．长沙：湖南科学技术出版社，1983．

   7．四川省林业机械工作队．集材架空索道．北京：农业出版社，1978．

   8．周继祖．缆索吊索．北京：中国铁道出版社，1981．

   9．段良策．简易架空缆索吊．北京：人民交通出版社，1986．

   10．吴鸿启．客运架空索道安全技术．北京：人民交通出版社，1996．

   11．单圣涤．工程索道．北京：中国林业出版社，2000．

   12．周新年．林业生产规划．北京：北京科学技术出版社，1994．

六、教学内容及学时分配：40学时

   正确理解索道的概念，了解索道优缺点，我国索道(客运、货运、林用索道)发展与展望只作一般介绍。

   (1)课程主要任务和要求

   (2)索道在工程中的应用

   (3)国外索道发展与展望

   (4)我国索道发展与展望

   (5)客运索道的发展历史

   (6)客运索道的发展现状

第一章 索道类型与标记 (3学时)

   掌握索道基本类型及其适用条件，索系图的绘制、标准和标记。

 第一节 架空索道组成和类型

   1．索道主要组成及其作用

 第二节 架空索道标准与标记

   1．索道标准和标记

   2．索道标记实例

第二章 钢丝绳与索具 (3学时)

   (1)着重介绍钢索的破断拉力、弹性伸长和弹性模量，索道中各索的选择和报废，长、短接，卡子。

   (2)了解钢丝绳的基本概念，类型及其结构和使用管理，掌握双绕索的分类及特性。

 第一节 钢丝绳类型及其结构

   1．钢丝绳的基本知识：钢丝绳的组成、直径、捻(节)距、标记等；

   2．钢丝绳类型与结构。

 第二节 钢索的机械性能

   1．钢索的抗拉强度与破断拉力

   2．钢索弹性伸长与弹性横量

   3．钢索的刚性与旋转

 第三节 国外架空索道用钢丝绳综合评述

   1．架空索道用钢丝绳的定义

   2．架空索道用钢丝绳的内涵

   3．林业索道用钢丝绳的选择

   4．美国架空索道用钢丝绳的使用与钢丝绳最小设计系数

   5．东京制钢对架空索道用钢丝绳的推介

   6．英国波来顿钢丝绳有限公司的产品推介

   7．矿用运输架空索道

 苐四节 林业索道所用钢索的选择

   1．索道对钢丝绳的一般要求

   2．索道中各索道的选择及其要求

 第五节 钢索的使用与管理

   1．正确使用钢索

   3．钢索的损耗与报废

 第六节 钢索的连接与索具

   1．钢索的连接：长接法、短插法。

   2．索具：卡子、绳夹板、松紧器、卸扣等。

第三章 跑车及索道的附属装置 (3学时)

   (1)了解跑车分类及功能；跑车的结构只作归纳性介绍，由跑车结构拆装实习中解决；

   (2)掌握集材跑车四大机构分析和要求，几种跑车结构和特点比较；

   (3)运材跑车及索道的附属装置只作简单介绍。

   2．跑车的分类及其功能

   1．集材跑车的结构要求

   2．型式与结构：简易跑车、半自动跑车、全自动跑车

   3．四大机构分析和要求

   2．运材跑车组成、型式和结构要求

   3．几种握索器的受力分析与比较

   4．客运索道的吊椅、吊篮、吊厢、客车

 第四节 索道的附属装置

第四章 绞盘机 (3学时)

   (1)掌握绞盘机标准和标记，技术参数性能。

   (2)介绍光面缠绕卷筒基本尺寸，曲面卷筒合理曲面分析，离合器和制动器的功能及其特点，具体绞盘机结构由拆装实践教学中解决。

   (3)绞盘机用途、分类和基本组成、结构分析、设计计算只作一般介绍。

  第一节 绞盘机主要性能参数

   1．绞盘机的主要用途、分类和标记

   2．绞盘机的基本组成及产品分类

   3．绞盘机的结构和主要参数及其技术要求

 第二节 绞盘机的工作机构

   1．卷筒的作用与分类

   2．光面缠绕卷筒基本尺寸确定

   3．曲面摩擦卷筒合理曲面分析

 第三节 绞盘机的传动系统

   3．离合器分类、功用、结构与特点

   4．制动器分类、功用、结构与特点

 第四节 绞盘机的操纵系统

   1．机械杠杆传动

 第五节 客运索道驱动机结构与设计

   1．固定抱索器客运索道驱动机

   2．脱挂抱索器客运索道驱动机

 第六节 绞盘机使用管理和维修保养

   1．绞盘机的使用管理

   2．绞盘机的维修保养

第五章 悬索的基础理论 (9学时)

   (1)正确理解悬索计算中无荷中挠系数，以单跨无荷、有荷线形和拉力为重点，然后，推广到多跨无荷、有荷线形和拉力；

   (2)掌握抛物线理论对索道进行系统的设计计算，悬链线、悬索曲线、摄动法理论只作一般介绍；

   (3)掌握承载索耐久性和安全性检查；

   (4)了解工作索概算、索道设计系统及索道优化设计理论。

   1．悬索理论发展及应用

   2．常用术语与基本概念

 第二节 几种悬索理论假设条件与曲线方程的比较

   1．各理论假设条件的比较分析

   2．各理论曲线方程的比较分析

 第三节 悬索的线形及拉力计算

   1．单跨的无荷悬索线形及拉力计算

   2．单跨单荷重的悬索线形及拉力计算

   3．多跨索道的悬索线形及拉力计算

   4．悬索的补正计算与升角计算

 第四节 工作索的选用及拉力概算

   1．工作索的选用

   2．索道索系类型调查分析和工作索作业时的受力分析

   3．工作索拉力概算、安全系数与规格的确定

第六章 索道线路的勘测与设计 (2学时)

   (1)掌握索道选线，侧型设计原则，支点漂起检查；

   (2)了解承载索的锚定计算，索道测量及纵断面图的绘制方法。

 第一节 索道线路选择与定测

   1．索道选线步骤、方案比较

   2．选线一般原则

   1．索道型式及其性能参数的确定

   2．索道侧型设计(原则，弯折角、弯挠角、安全靠贴系数)

   3．承载索线形与拉力计算

   4．承载索的安全性和耐久性

   5．承载索规格确定

 第三节 索道纵断面图的绘制

 第四节 承载索的锚定力学计算

   1．人工卧桩锚结

   2．人工立桩锚结

   3．立木与伐根支座的锚结

第七章 索道的安装架设与管理 (1学时)

   (1)掌握安装拉力张紧度的测定方法；

   (2)了解索道安装技术规程，索道拆装由实习中解决。

 第一节 索道安装架设

   1．索道安装架设要做的工作

   2．施工前的准备工作

   3．索道安装架设工序(安装作业网络图的编制；安装作业机械化)

   4．索道安装架设技术

 第二节 承载索的安装拉力及张紧度的测定

   2．倾角法测定钢索的张紧度

   3．拉力器法测定索道的安装拉力

   4．索长法测定钢索的张紧度

 第三节 索道安全技术规程

   1．索道设计和安装、拆卸、生产

   2．绞盘机的安装技术要求与使用管理

 第四节 索道生产的经济效果计算

   5．平均直接成本

专题1 客运索道开发与设计(2学时)

   (1)掌握单线循环吊椅式客运索道概念及其设计要点；

   (2)了解吊椅式客运索道重上空下是最不利的工作状况。

   (1)客运索道合理性和必要性、安全性与经济性

   (2)福建省客运索道的发展前景

   (3)我国客运索道的发展趋势

   (4)单线循环吊椅式客运索道设计

   (5)客运索道设计基础资料与建设的一般流程

专题2 滑索开发与设计(1学时)

   (1)掌握滑索概念及其分类；

   (2)了解无减速索有缓冲滑索的设计要点。

   (1)滑索发展历史

   (2)滑索类型及其工作原理

   (3)我国滑索的发展现状

   (4)我国滑索存在问题及其对策

   (5)我国滑索的发展趋势

   (6)无减速索有缓冲滑索的设计

专题3 林业索道设计(2学时)

   (1)掌握提供索道设计结果有哪些主要参数；

   (2)熟悉索道优化设计系统2个子系统模块的设计思路；

   (3)了解索道设计系统3个子系统模块的设计思路。

   (1)索道设计目的

   (2)索道工程设计系统

   (3)索道优化设计的目的和意义

   (4)索道承载索的优化设计

   (5)给定设备的索道优化设计

专题4 货运索道设计(2学时)

   (1)掌握受限地段过河索道设计，水利吊装索道设计，特大桥双承载索吊装索道设计，单索循环式货运索道的设计关键；

   (2)熟悉武当山特殊吊装索道的总体布置技巧。

   (1)受限地段过河索道设计的总体布置

   (2)水利吊装索道的设计思路

   (3)特大桥双承载索吊装索道的新旧承载索布置

   (4)单索循环式货运索道设计的主要内容

   (5)武当山特殊吊装索道总体布置和主要技术参数

专题5 悬索桥开发与设计(6学时)

   (1)熟悉悬索桥和柔性吊桥概念，悬索桥与柔性吊桥区别；

   (2)掌握悬索桥与柔性吊桥的主要技术参数。

   (1)悬索桥的概念

   (2)悬索桥的发展

   (3)悬索桥的构造

 第二节 柔性吊桥案例

   (1)福建省简易柔性吊桥的应用现状

   (2)福建省部分柔性吊桥的主要参数

   (3)福建省部分柔性吊桥的综合评价

   (4)武夷山桃源浴生态旅游景区柔性吊桥设计

   (5)福建建瓯市慈口柔性吊桥改进设计

   (1)福州市螺洲大桥钢箱梁步履式平移顶推工法

   (2)矮寨特大悬索桥轨索运钢桁梁架设施工方案

景区观光索道的防雷设计系统方案

2、电力线路直击雷的预防

对于从下站至上站开闭所(用于将10kV高压转换为380V电压的房间)架空电力线，宜采用避雷线进行保护。索道塔杆上避雷线对边导线的保护角应在20度～30度之间。塔杆上两根避雷线间距不应超过导线与避雷线之间垂直距离的5倍。(3)索道缆车及信号线缆直击雷的预防。索道缆车及信号线缆直击雷的预防方法，与电力线路直击雷预防方法相同。北武当山索道缆车和各种信号线路，就是利用架设在索道支架顶端的钢丝绳作为接闪器来达到使其免遭直击雷目的的。

为有效防止直击雷对索道山下站的破坏，应在站顶钢构棚中间顶端安装一支先导放电避雷针。

位于索道上站与下站之间，缆车顶部做避雷线一根。

二通讯电缆及钢丝绳的防雷保护

我索道采用的通讯电缆是48芯电缆，为保护电缆及承载钢索，我们在上方架设2条防雷线，防雷线在9个支架和站房内均设可靠落地点。按照电子系统防雷要求，我们将站房的基础钢筋、梁柱钢筋、金属框架以及建筑物防雷引下线等连接起来，形成接地电阻降至1欧姆以下的法拉第网。

感应雷及雷电波侵入的预防措施

1、供配电感应雷及雷电波侵入的预防

(1)在变压器高压侧安装了高压避雷器，若条件许可，在高压线进入变压器前端50m处将架空线改为地埋电缆引入；(2)在变压器低压侧安装了三级电源避雷器，对电子设备实行多级保护，其避雷器参数应满足建筑物防雷设计规范))(2010年修订版)中有关避雷器参数的要求，且不同级避雷器的启动电压、漏电流等参数和不同级避雷器之间的距离应当满足能量配合。

在索道上站与下站总配电三相电源进线处加装40KA／380电涌保护器，以及位于控制室内电源进线处加装20KA／220电涌保护器。电涌保护器接地导线截面积为10mm2的铜芯绝缘线。

索道电源防雷措施是：(1)电源高压侧的高压避雷器在线路布设时安装到位；(2)在上站变压器低压侧安装通流量为50kA(10／350μs)KLY-350的避雷器作为第一级防护，在站房配电柜总电源处安装通流量为80kA(8／20μs)KLY-80KA/385的避雷器作为第二级防护，在设备配电柜前端安装通流量为40kA(8／20μs)KLY-40KA的避雷器作为第三级防护。

2、信号线路感应雷及雷电波侵入的预防

索道的信号线很多，按功能可将其主要分为控制信号线、广播信号线和电话线。控制信号线是监控索道运行以及操作台(控制索道开／关、加速／减速等功能的装置)向索道控制系统发出指令的传输线路，一旦因感应雷及雷电波侵入造成通信中断，索道将无法正常运行。避雷针

因此，控制信号线路的防护是整个信号线路感应雷及雷电波侵入预防的重点。对信号线感应雷及雷电波侵入的预防，可根据信号种类、接口、特性阻抗、频率、带宽、插入损耗、工作电平等性能指标选择合适的避雷设备器，避雷器应安装在信号线进入设备的前端。

索道信号系统防雷措施是，在传输控制指令的控制信号线进入设备的前端安装24V直流避雷器，在监控索道脱轨的U型针信号线进入设备的前端安装12V直流避雷器，防止雷电流从架空线缆窜人设备。避雷针

垂直接地体可采用烧制型YBD-01T非金属接地体、铜包钢接地棒、铜材、热镀锌钢材钢管、圆钢、角钢、扁钢、离子接地棒、锌包钢或其它新型接地材料。

水平接地体一般采用纯铜线、镀铜线、热镀锌扁钢、锌包钢等。

3、接地材料有以下要求：

a、采用热镀锌钢管时，钢管壁厚不小于3.5m;

b、采用热镀锌角钢管，角钢不小于50mm*50mm*5mm;

c、采用热镀锌扁钢时，扁钢不小于40mm*4mm;

d、采用热镀锌圆钢时，圆钢直径不小于8m;

地网布置依据地形设计为L型、口型、一字、H型或圆型。

接地地网挖掘深度大于0.8米，根据土壤如：石头、沙土、建筑垃圾、黄土等情况，北方城市一定要达到冻土层以下。

1)选择地网接地线及导体截面不足，或对系统发展规划的短路电流分析结果偏差较大，使接地线及导体的截面不能满足热稳定校验的要求。

2)对接地装置施工防机械损伤、防腐蚀问题重视不够，或根本没有采取必要的防腐措施。

3)接地装置敷设时埋设深度不够，垂直接地体间距过小，焊接质量不合格，没按设计规定进行规范施工，防雷地网材料选用了不合格的接地材料。

4)接地体(线)连接不正确，在一个接地线中串接了几个需要接地的电气设备，直接接地或经消弧线圈接地的变压器，没有采用专用的接地线。

5)独立避雷针没有设独立的集中接地装置，或该接地装置与主接地网的地下连接点至35kV及以下设备与主接地网的地下连接点，沿接地体的长度小于15m。

6)土壤电阻率偏高，没有按规程要求正确选用高效降阻剂。降阻剂现在价格混乱，建议采用石墨含量高的YBD-Z25物理降阻剂。

1、索道站房及站内设备的防雷接地

对索道站内的设备，必须采取避雷针或金属屋面接地保护，才能减少或避免设备直接遭受雷击。考虑到整个索道设备均通过钢丝绳连接为一体，上(下)站内设备的接地，主要通过驱动轮及迂回轮内镶嵌铜质衬块，再经设备钢筋混凝土基础内施工预留的接地装置(引下钢筋)与站房。

周围的接地极相连，这样就可将沿着线路钢丝绳传进上(下)站内的雷电侵入波导入上(下)站接地网中。按架空客运索道安全规范中的规定，上(下)站内设备接地电阻值应小于4欧姆。

2、索道线路支架、钢丝绳、避雷线的接地

索道线路的支架一般是通过支架基础中的接地钢筋直接与大地连接。只要满足客运架空索道安全规范中的相关

规定，即其接地电阻小于10欧姆。如果接地电阻值不能满足规定要求，则可借助高效降阻剂来解决，降阻剂应埋置在支架附近另挖的一个坑内，且尽量使用高效长效降阻剂。避雷针