松盛号

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优化制动方法在客运架空索道中的应用 索道组成部件

天子山索道是张家界继黄石寨索道后的第二条观光索道,也是游客进入天子山景区的主要交通工具。

与原索道相比,扩容升级后的天子山索道运行速度更快,全长2091米的索道单程最快为6分钟,在原有基础上提高了33%;运载能力更大,单个吊厢由原来的6人座增加为8人座,运载能力最高为每小时2100人,在原有基础上提高了2.3倍;新天子山索道开通后,与现有的黄石寨索道、百龙天梯、杨家界索道组成武陵源的四条空中交通线,可大大减少游客排队等候的时间。该索道单程票价为72元/人次,优惠票价为43元/人次。[1]

2023年2月,为致敬广大医务工作者,景区对疫情结束恢复营业后至2023年底,景区及景区内交通工具对全国医护人员实行免票。

工程索道教学大纲

   面向森林工程等专业:40学时,2.5学分,专业基础课。

   工程索道包括货运索道、客运索道、林用索道和缆索起重机等。在均匀重力场的作用下,以缆索承重和缆索传动为主体的机械化和半机械化运输通道,它们承重和传动的工作结构系统相同、索道工作索的设计计算理论和方法相同,架设工程的技术基本要求相同,只是因其运输的对象不同而运载工具和名称不同,相关技术参数的要求不同。要求本科学生系统掌握各种工程索道共同的系统知识,基本熟悉各种索道的特点,以便为各种工程索道与悬索桥的设计和生产服务。课程的目的和任务如下:

   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

   1.运材跑车要求

   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。

   (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

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