武当山特殊吊装索道设计研究
玄帝殿修复工程，建筑面积658.19m2，投资641.68万元，所需的修复材料总质量约3000t，根据原貌修复原则，特从美国进口特大、特长花旗松(Pseudotsugamenziesii)金柱36根，其中最长12m，直径800mm，重约5t(郭占柱等，2004)。要求修复工程所需材料顺利安全的运至南岩宫玄帝殿遗址，同时不能破坏地表、树木、古残存建筑和旅游设施，不能影响游客旅游观光等。作者通过实地踏查、测量以及调研，经多种方案比选，最终拟订修建一条由飞升岩至南岩大殿(玄帝殿)西山墙外，沿悬崖深谷无人区，线路跨距约400m，设计荷重6.76t的货运吊装索道。进料到材利用飞升崖隧道，有效解决了特大、特长、特重金柱吊装对乌鸦岭、宾馆、饭店、停车场及游客安全造成的隐患。1索道选线
综合考虑武当山的地形、地质、风景景观和文物保护各个方面，根据索道起点应有支架、锚碇和装卸场地，以及运输距离最短、集散方便的原则。经多次实地勘测、反复比较，最终确定索道上支点位于飞升岩(高程988.00m)，下支点定于南岩大殿西山墙外(高程970.02m)的选线方案，水平跨距：l0=400m，弦倾角：α0=1.7°。2设计资料
该地区风力8级，风压强度500Pa；安装温度25℃；无地震。
依据林业架空索道设计规范(LY1056-91)和公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)，钢丝绳查GB/T8918-1996选用，承载索6×，起重索6×6×，循环牵引索6×19-12.5-1550，钢丝绳的弹性模量E=100000MPa,破断拉力降低系数CT=0.85;K2-2×2跑车；闽林821型绞盘机；角钢格支架(∠75mm×75mm×10mm，650mm×650~3000mm)；Φ60cm×400cm卧式木地桩锚碇。3总体布置
应用悬链线理论(周新年，1987；1992；1993；1996；周新年等，1999；2003a;2003b;2006;罗桂生等，1999；罗仙仙等，2003)，编制计算机辅助设计系统，输出设计计算结果：4.2工作索计算4.2.1起重索计算
式中P为设计荷重(N)，P=67600(含跑车、吊钩等)；μ为冲击系数，考虑2个吊点力不均衡及起吊时的冲击，取μ=1.1；β为滑轮组系数，起重索采用“走4"布置，有效绳数n=4，β=3.65。
算得T1=20373，闽林821起重卷筒额定牵引力为30000N，故起重力足够。
2)起重索安全系数N2(2)
式中TS2为起重索的钢丝破断拉力总和，TS2=123000N。
算得，故所选起重索符合规范(LY1056-91)要求。4.2.2循环牵引索计算
1)牵引索最大张力T2(N)(杨文渊，1981)(3)
式中T3为坡度阻力，T3=Psinγ=67600×sin14.03°=16388;T4为跑车运行的摩擦阻力，T4=fPcosγ，f=；μ1为轴承摩擦系数，取0.01；R为行走轮半径，为100mm；R′为轴承半径为30mm；μ0为轮与钢索的摩擦系数为0.5；α为综合阻力系数，α=1.1。则f=0.008，T4=525。
算得T2=18604，闽林821绞盘机的摩擦卷筒额定牵引力为20000N，故牵引力足够。
2)牵引索安全系数N3(4)
式中TS3为牵引索的钢丝破断拉力总和，TS2=82700N。
算得,故所选牵引索符合规范(LY1056-91)要求。4.3锚碇计算4.3.1上支点锚碇
上支点锚碇为原飞升岩水库吊装索道锚碇的基础上改造而成，该锚碇为一整体天然岩石，经中间开凿深1.30m、宽0.6m沟槽，形成沿索道方向的前后2个驼峰形锚碇，其锚固承载索处的基岩直径约2.5m。由于设计荷重大，拟在原槽的基础上加深0.5m，使基岩的直径达到3m，从而增大锚碇的自重，提高抗水平滑移的能力。
经计算，承载索锚固位以下0.5m处的基岩自重可达1000kN，加上岩石结构的自身咬合、胶结力，该锚碇安全。4.3.2下支点锚碇
1)在水平分力作用下锚前土的压应力验算(周新年等，2003a;2003b;洪毓康，2000)(5)
式中[σ]深度3m处土壤的容许应力(MPa)，查规范(JTGD60-2004)，[σ]=0.5~0.6；η为容许应力折减系数，η=0.25；h为档板高度，h=1.8m；l为地垄木长度，l=4.0m；P1为水平分力(N)，P1=P×cos45°;P=TM=345384，P1=244223。
2)在垂直分力作用下锚碇的稳定性验算(6)
式中T为摩擦力(N),T=f1P1,f2为摩擦系数，取f1=0.5,T=0.5×244223=122112N;K1为安全系数，K1≥2。G+T=462000+122112=584112>K1P2=488446，稳定。
3)地垄木抗弯强度验算(7)
式中M为地垄木所受弯距(N·m)，;W为地垄木抗弯截面模量(cm3)，W==21195;[σw]地垄木容许弯曲应力(MPa)，杉木为10.78(段良策，1988)。
4)地垄木抗剪强度验算(8)
式中A为地垄木截面积(cm2)，A=πd2/4=2826;[τ]为地垄木容许剪切应力(MPa)，杉木为0.9408(段良策，1988)。4.4支架计算
承载索通过支(塔)架，忽略摩擦阻力，可认为两边拉力相等，支架内侧倾角为1.7°，支架外侧钢索水平夹角为45°。于是，支架顶的垂直力V1=TMsin45°=345384×sin45°=244kN。
查角钢格结构∠75mm×75mm×10mm,650mm×650~3000mm，当塔架高15m时，起重量为300kN(杨文渊，1981)。本设计塔架高仅12m，则起重量大于300kN，而支架顶的垂直力为V1=244kN