Промтрансниипроект Госстроя СССР

Пособие

по проектированию канатно-подвесного транспорта

(к СНиП 2.05.07-85)

Москва 1988

Всесоюзный

проектный и научно-исследовательский институт промышленного транспорта

(Промтрансниипроект) Госстроя СССР

Пособие

по проектированию

каиатно-подвесного

транспорта

(к СНиП 2.05.07-85)

Утверждено

приказом Союзпромтранстипроекта от 28 марта 1886 г. № 66

Москва Стройиздат 1988

коэффициент трения между губками и канатом, принимаемым равным для тяговых канатов диаметром более 25 мм - 0,14; для тяговых канатов диаметром до 25 мм - ОД; п =т 0,9 - КПД - зажимного аппарата; Р₁ - масса тележки, кг; - масса тяги с выключающими роликами зажимного аппарата, кг; -

масса порожней вагонетки (тележки, подвески и кузова), кг; с “ 0,0065 -коэффициент сопротивления движению вагонетки; / - передаточное число зажимного аппарата, зависящее от размера плечей действующих сил относительно шарнира зажимного аппарата.

Для вагонетки 2000i = 177 / (36 + 0,5 d_т); для вагонетки 3200 i =225 / / (45 + 0,5 dp, где принимается в миллиметрах.

Для вагонеток с кузовами вместимостью 0,5-0,65 м³ угол подъема рекомендуется принимать у < 25° » (т. е. sin у < 0,42), а для вагонеток с кузовами вместимостью 0,8-1,25 м³ — у <30° (т. е. sin у <0,5).

4. КАНАТЫ

4.1.    Применяются спиральные несущие канаты закрытой конструкции, нерас-кручивающиеся, из проволоки высшей марки без покрытий или оцинкованной, диаметром, мм:

30,5; 32; 34; 35,5 - по ГОСТ 3090-73*, ГОСТ 18900-73*;

38,5; 40,5; 45; 47; 51 - по ГОСТ7675-73*;

50; 52; 55; 60 - по ГОСТ 7676-73*

4.2.    Тяговые канаты применяются двойной крестовой или односторонней свивки нераскручивающиеся, с одним органическим сердечником из проволоки высшей марки, без покрытия или оцинкованной (ГОСТ 2688-80, ГОСТ 3077-80, ГОСТ7668-80).

4.3.    Для несущих канатов натяжные канаты применяются тройной свивки с органическим сердечником из проволоки высшей марки без покрытия или оцинкованной (ГОСТ 3089-80).

4.4.    Для тяговых канатов натяжные канаты применяются двойной или тройной свивки с органическим сердечником из проволоки высшей марки без покрытия или оцинкованным (ГОСТ 3089-80).

4.5.    Сетевые (ГОСТ 3064-80) и расчалочные (ГОСТ 3068-74* или ГОСТ 7669-80) канаты применяются одинарной или двойной свивки с металлическим сердечником, нераскручиваюцщеся, из проволоки высшей марки без покрытия или оцинкованной.

4.6.    Запасы прочности канатов К (отношение разрывного усилия каната в целом к наибольшему натяжению) должны быть не менее:

несущего каната - 2,8; тягового - 4,5;

натяжного: несущего каната - 3,5; тягового - 5; сетевого при статической нагрузке - 2,5;

расчалочного: при основных нагрузках - 2,5; при основных и ветровых — 2.

Примечание. Если в ГОСТе, ТУ или сертификате указано только суммарное разрывное усилие всех проволок, разрывное усилие каната в целом определяется умножением суммарного разрывного усилия всех проволок для канатов двойной и тройной свивки на 0,83, а для спиральных закрытых канатов - 0,9.

II

5. РАСЧЕТ НЕСУЩИХ КАНАТОВ

5.1.    Диаметр несущего каната выбирается на основании расчетов на износоустойчивость каната и прочности на разрыв.

5.2.    Подбор несущего каната из условия износоустойчивости производится по выражению:

45 <T/R >0,045 N,    (19)

где R - нагрузка, приходящаяся на одно колесо вагонетки,.Па; N- действительное количество колес, проходящих по канату в год, определяемое по годовой производительности канатной дороги; Т - натяжение несущего каната, Н/м; которое равно: массе контргруза, при наличии такового; среднему натяжению несущего каната при закреплении обоих концов каната, которое определяется, как среднее арифметическое из натяжений каната, полностью загруженного и наполовину загруженного вагонетками (с двойными интервалами) при усредненной годовой расчетной температуре. В формуле (19) в этом случае вместо N принимается 0,75 N.

5.3. Нагрузка R на одно колесо вагонетки при нахождении ее вблизи опоры:

(20)

где Р — полная масса вагонетки, кг; q - масса 1 м тягового каната, кг/м; » -

число колес вагонетки; S - наибольшее натяжение тягового каната у рассматриваемой опоры; у - наибольший угол перегиба несущего каната у рассматриваемой опоры, рад.

Величина Sp учитьшается только на дорогах, где более 25 % опор имеет перегиб несущего каната более 15 %, Произведение Sp учитывается как среднее значение для всех опор.

Величина S определяется из тягового расчета, а угол р = p_t + р₂ - из таблицы профиля (см. табл» 1 и рис, 3). При предварительном подборе несущего каната на дорогах с сильно пересеченной местностью Sp принимается равным 0,35 Р.

5.4. Для предварительных расчетов натяжений несущего каната масса контргруза T_Q, кг, принимается равной:

Г₀ =0.25 г_р ±<7„А ,

me Т - разрывное усилие несущего каната в целом, Н/м; - масса 1 м не-

Р    н

сущего каната, кг/м; h — разность отметок между точками заякоривания каната и натяжной станцией, м.

Значение со знаком ’"плюс” принимается, если натяжная станция располагается в верхнем пункте, со знаком ’’минус” - в нижнем конечном пункте.

5.5. Прочность несущего каната на разрыв должна удовлетворять неравенству:

Т> к Т р    max

me r_mov. - наибольшее натяжение несущего каната, Н/м; к - запас прочности.

ШаЛ

Наибольшее и наименьшее натяжение несущего каната ^_тах ^и ^_min* Н/м, с учетом трения его на опорных башмаках, определяются по формулам:

Т =Т ±q h + ДГ: шах о ^чн х    ’

Т . = Г ± q h -ДГ, шш о X ’

где h_x — превышение или понижение рассматриваемой точки несущего каната

относительно пункта расположения контргруза, м; ДГ - дополнительное усилие в несущем канате от трения, Н/м.

5.6. Дополнительное усилие в несущем канате ДГ возникает от трения каната на опорных башмаках и сопротивления на шкиве у противовеса:

Д Т = Г₀с' + ^[fe_H + р / К) L_K + Г₀ tg е ± гт^ sin ^ / 2],    (25)

где м - коэффициент трения каната по башмаку, зависящий от конструкции несущего каната, принимается равным 0,16; с - коэффициент, учитывающий сопротивление на шкиве у контргруза, для шкивов с подшипниками качания диаметром 1200 м равен 0,04, диаметром 1600 мм - 0,03; р' ~ масса вагонетки с участком тягового каната, кг; Z, - длина каната, определенная как сумма

1C

хорд отдельных пролетов, м; Т - среднее натяжение каната, Н/м,

ср

13

^rcp⁼V°’⁵*H* •    (26)

^-пространственный угол перегиба несущего каната на отклоняющемся башмаке входной фермы натяжной станции (между направлением каната к контргрузу и направлением к ближайшей опоре по хорде пролета); 0_ср * угол, равный геометрической сумме углов 0, и 0_л+1; 0, - угол наклона хорды пролета, примыкающего к натяжной станции; 0^ - угол наклона хорды крайнего пролета, примыкающего к рассматриваемой «опоре.

Знак ’’плюс” принимается при выпуклом перегибе профиля рассматриваемого участка канатной дороги, знак ’’минус” - при вогнутом перегибе (рис. 4).

При наличии единичных больших пролетов, составляющих основную часть натяжного участка, дополнительное усилие от трения на опорах следует вычислять с учетом углов перегиба и нагрузок на башмаках отдельных опор.

5.7. Длину натяжного участка несущего каната L„ следует принимать с рас-

четом, чтобы ДГ не превышало 0,25 T_Q.

При больших пролетах (500 м и более) натяжение в несущих канатах для прямого и обратного движения вагонеток следует принимать с таким расчетом, чтобы благодаря различным провесам они находились на разных уровнях и при ветре исключалась возможность захлестывания канатов друг друга; при закреплении обоих концов несущего каната следует сопоставлять величины провесов несущего каната и тягового каната (при максимальных и минимальных натяжениях) для выбора натяжений, исключающих возможность пересечения кривых провесов тягового и несущего канатов.

В отдельных случаях, в больших пролетах ширина колеи может быть увеличена по сравнению с нормальной.

14

УДК 625-5:658.286.2

Рекомендовано к изданию решением секции транспорт и комплексной механизации погрузочно-разгрузочных работ Научно-технического совета Про мтран сниипроекта Госстроя СССР.

Пособие по проектированию канатно-подвесного транспорта (к СНиП 2.05.07-85) / Промтрансниипроект. -М.: Стройиздат, 1988. - 40 с.

Обобщен опыт строительства и эксплуатации промышленного транспорта. Содержит расчеты технических параметров грузовых подвесных канатных дорог (ГПКД), а также рекомендации по выбору основного технологического оборудования и методам повышения надежности ГПКД.

Распространяется на проектирование двухканатных грузовых подвесных канатных дорог (ГПКД) с кольцевым движением вагонеток, транспортирующих насыпные грузы на участках внешних перевозок.

Для инженерно-технических работников проектных организаций.

Табл. 11, ил. 6.

Разработано П ро мтран сниип роекто м    (канд. техн. наук

В.Л. Орешкин, инж. И.В. Сергеева); ГПКИ "Союзпроммеханиза-ция” (инженеры Ю.С. Леонтьев, В.А. Поляков).

3608000000 - 306

Л-------- Инструкт.-нормат.,    I    выл.    - 124 - 88

047(01) - 88

© Стройиздат, 1988

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Настоящее Пособие разработано к СНиП 2.05.07“85 ’'Промышленный транспорт”, раздел ’’Канатный подвесной* транспорт” и распространяется на проектирование двухканатных грузовых подвесных дорог (ГПКД) с кольцевым движением вагонеток, транспортирующих насыпные грузы на участках внешних перевозок.

Пособие не является нормативным документом, имеет рекомендательный характер и содержит вспомогательные данные для проектирования указанных ГПКД.

1.2.    Кольцевые двухканатные ГПКД (в дальнейшем ГПКД) применяются для перевозок угля, руд, нерудного сырья и других насыпных грузов с крупностью кусков до 250 мм. Наибольшая эффективность применения ГПКД достигается в условиях пересеченной местности в связи с возможностью прокладки трасс по кратчайшим направлениям и отсутствием необходимости строительства мостов н других искусственных сооружений.

Производительность ГПКД, работающих на отечественном оборудовании, достигает 450 т/ч, длина трасс действующих ГПКД ~ 17 км и может быть значительно большей.

Характеристики ряда отечественных ГПКД приведены в прил. 1.

1.3.    При проектировании ГПКД следует применять типизированное оборудование, изготовляемое машиностроительным заводом ’’Серп и молот” (г. Казань), типовые проекты сооружений - натяжных и якорных станций, опор, предохранительных сетей и мостов, разрабатываемые Г ПКИ ’’Союзп ром механизация”, стандартные стальные канаты, изготовляемые предприятиями Минчермета СССР.

1.4.    Расчетная суточная производительность ГПКД Q_c определяется из выражения:

Q_c^=Qv I V

где Q_T — годовая производительность ГПКД при равномерной подаче грузов в течение всего года или наибольшая производительность в течение определенного периода года в соответствии с особенностями производства, т. е. с учетом сезонных и суточных перегрузок, т; n_Q - расчетная или фактическая п ро до л жите л ьно сть

работы ГПКД в рассматриваемом периоде (в течение года), сутки.

1.5. Расчетная часовая производительность ГПКД

Q =k, Q_c / п.

где п - расчетное число часов работы дороги, сутки; - коэффициент неравномерности работы дороги, равный 1Д при односменной и двухсменной работе и 1,2 - при трехсменной работе.

1.6. Промежуток времени т, с, между последовательным выходом вагонеток на линию

т = 3600 т I Q ,

где т - масса груза в кузове вагонетки, т.

3

Расстояние К м, между вагонетками

\=тГ,    (4)

где V - скорость движения вагонеток, м/с.

Конструкции отечественных типовых загрузочных устройств обеспечивают промежуток времени между последовательным выходом вагонеток на линию в пределах 18-20 с. При их дальнейшем усовершенствовании возможно уменьшение указанного промежутка времени до 12—14 с, что достигнуто на ряде зарубежных ГПКД.

1.7.    Мадсу транспортируемого груза в кузове вагонетки рекомендуется принимать в зависимости от производительности ГПКД, насыпной плотности груза, допускаемой нагрузки на тележку, способов погрузки и разгрузки вагонетки. При этом следует соблюдать условие т ^ 18 с. Коэффициент заполнения кузова вагонетки при транспортировании насыпных грузов принимается равным 1.

1.8.    Общее количество вагонеток ГПКД Z, шт^определяется из выражения:

ще г - интервал времени между вагонетками, с; L - длина ГПКД, м; /    -    дли-

ст

на каждого отдельного участка станционных путей, м; V - скорость передвиже-

СТ

ни я вагонетки, м/с, на соответствующем участке; зависит от типа средств для перемещения вагонеток (толкающий конвейер, кулачковый канат и пр.). При ручной тяге V принимается 0,6 м/с; t_n - время на загрузку вагонеток (от 8

до 15 с).

Коэффициент 1,15 учитывает количество вагонеток, находящихся на текущем ремонте и профилактическом осмотре.

2. ПЛАН И ПРОДОЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ

2.1.    При выборе трассы ГПКД следует стремиться к ее прямолинейности в плане.

В случаях когда прямая, соединяющая в плане конечные точки приводного участка, проходит по сильно пересеченной местности или пересекает железные дороги, поселки, здания или другое препятствия, вызывающие необходимость сооружения предохранительных устройств, следует рассматривать трассу в нескольких вариантах: прямолинейную и ломаную с угловыми станциями; выбор оптимального варианта трассы производится в данном случае на основе сопоставления технико-экономических показателей по конкурентоспособным вариантам.

2.2.    При составлении продольного профиля ГПКД необходимо соблюдение следующих условий:

обеспечение требуемого свободного габарита под дорогой;

обеспечение надежности прилегания несущих канатов к башмакам опор;

плавность профиля.

4

2*3. Построение продольного профиля, т. е. взбивку на натяжные и приводные участки, расстановку опор и станций, назначение отметок несущего каната рекомендуется выполнять графически с последующей корректировкой на основе аналитических расчетов, сведенных в таблицу расчета продольного профиля.

2.4.    Рекомендуется отметку несущего каната на ближайшей к станции опоре, где установлены включатели и выключатели, а вагонетки отключены от тягового каната, назначать не ниже отметки каната на входной ферме станции и устанавливать эту опору не далее 40-60 м от станции.

2.5.    Линейные станции следует устанавливать на профиле, соблюдая углы подхода несущих канатов к ним в пределах, обеспечивающих правильное положение тягового каната относительно отклоняющих башмаков, установленных на в ходных фермах станций, т. е. башмаки тяговых канатов не должны быть задеты при любом расположении вагонеток в примыкающих к станции пролетах.

Расчет продольного профиля ГПКД рекомендуется выполнять по форме, приведенной в табл. 1.

2.6.    Для обеспечения надежности прилегания несущего каната к опорному башмаку наименьший угол перегиба каната на опоре без учета вагонеток в пролете (см. гр. 18 табл. 1) должен быть не менее 0°52 (или 1,5 %). Таблица профиля обычно рассчитывается по средней величине натяжения несущего каната, а наименьший угол перегиба проверяется при максимальном возможном натяжении каната у рассматриваемой опоры.

2.7.    Для получения плавного профиля следует избегать резких переломов профиля, создавая по возможности равномерную нагрузку на опоры с учетом того, что допускаемая нагрузка (нормативная) на консоль грузовой опоры в зависимости от применяемого оборудования может составлять 6,10, 20 т.

2.8.    При значительных уклонах местности целесообразно устанавливать опоры с отклонением от вертикали вдоль оси ГПКД от 10 до 35 %. В этих случаях определяются составляющие от нагрузок на опору по направлению оси опоры и нормально к ней.

2.9.    При наличии пролетов длиной более 250 м следует натяжную станцию несущих канатов располагать по возможности ближе к таким пролетам.

2.10.    Для улучшения работы привода требуется такая расстановка опор на линии, чтобы на подходах к опорам одновременно было не более 25 % общего числа вагонеток приводного участка. На равнинных участках, т. е. горизонтальных или имеющих постоянный и равномерный уклон, опоры по возможности следует ставить на равных расстояниях, при этом рекомендуется выдерживать отношение / /Хиз следующего ряда чисел:

I IX =0,85; 1,15 - 1,3; 1,75; 2,3 - 2,6; 3,45.

2.11.    Наибольший провес каната (несущего, сетевого или тягового) при равномерно распределенной нагрузке:

в середине пролета:

^fel2 =4l²l*^T->    (О

5

на опоры от несущих

канатов

Таблица 1. Таблица углов перегиба и нагрузок _
w Вы- Угол От- Д*~ опор сота от- мет- рас раз и опо- кло- ка стоя ность стан ры не- несу ние от ций ния щего меж ме опо ка ду ток ры от ната опо несу вер рами щего тика кана ли та 1 2 3 4 5 6 •-------■ —«... -------	tga= =т&/ Н

sin ip

sin^j

слева

sin »/з₂ cos ip | справа слева

tgj3=

t_g7=

о

¹ 12Г1 /

«•V

И)

<FCo

10

И 12	б=& + 0 ф*=а + 0 + у ч>=* тах+0 Наименьший угол Наибольший угол сле ва спра ва «2 сле ва спра ва сле ва спра ва Ф2 перегиба каната « 1 перегиба каната <?1 + V 2 13 14 15 16 17 18 *19 20

21

22

23

Продолжение табл. 1

COS <р

sin <pt + COS p | - Вертикальная Горизонталь Горизонталь Суммарная горизон + sin^j -COS^J нагрузка на ная нагрузка ная нагрузка тальная нагрузка на cos*>2 башмак Р = от перегиба от скольже башмаках справа = Т (sin *рх + каната Н' = ния каната г ff + sin v?2) = T(cos«pt - Н — ± Я м Н =н + н - COS ) *---- t _ )! грузового порожня Р = Р =* И = Н — н = Н каната кового ка- Гр =т * пор =Т х ГР =rfx пор яг Г * ss-bjp я пор =±Р ; 5 ша Гр пор пор гр пор > — — — *(sin<p,-+ «(sin ^j+ ^cos^r <COS^i - - *м XJU 3 .S а с +sm*>2) — COSy?2 ) — COS^>2 ) а *s а g 1Г П5 н гр о, х а о 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

Примечания;!. Г -- натяжение несущего каната грузовой стороны* равное (T_Q + Г_шах) /2* кН; Г_пор - то же, порожняковой стороны, равное (T_Q + Г_тах) / 2 кН; q_Q - масса 1 м не су те го каната газовой стороны, кН; P_Q - масса груженой вагонетки с отрезком тягового каната, кН; X — расстояние между вагонетками, м; tg 0 =P_Q IT — тангенс угла

наклона каната от вагонетки, находящейся у самой опоры.

2.    а - угол между горизонталью и хордой, соединяющей головки опор; tg a ~Ah/l (ah - разность уровней опор, м; ! - расстояние между опора*®); угол а принимают со знаком ’’плюс”, если он отсчитывается вниз от рассматриваемой горизонтали А-А, и со знаком ’’минус”, если он отсчитывается вверх от горизонтали; § - угол между хордой и касательной к кривой провисания незагруженного каната, tg 0 = q_Ql / 2Т; у - угол между касательными к линиям провисания

незагруженного каната и каната, загруженного вагонетками, находящимися в пролете, tg 7 = /* 2 Ь/ 77; при длине пролета, меньшей расстояния между вагонетками, tg 7=0; b - расстояние от вагонетки в пролете до соседней опоры (при определении b учитывают, что одна вагонетка находится у рассматриваемой опоры); р - угол между касательными к линиям провисания каната, загруженного вагонетками в пролете, и каната, загруженного вагонеткой, стоящей У опоры. Этот угол прибавляют к ушу ф.

3.    Величины ah, tg а и а указываются с двумя знаками; ’’плюс” - для предыдущей опоры, ’’минус” - для последующей.

4.    Знаки "плюс” приняты для у шов, направленных вниз от горизонтали, минус” - направленных вверх.

5.    Углы & 7 и р - всегда положительные.

6.    Сумма углов 8_Х + 5_а (минимальный угол перегиба каната на опоре без вагонетки) должна дополнительно проверяться на максимально возможное натяжение каната у рассматриваемой опоры.

7.    Знаки ’’плюс” приняты для горизонтальных усилий для сил, действующих влево, ’’минус” * действующих вправо.

8. Максимальные и минимальные значения суммарных горизонтальных нагрузок определяются прибавлением к усилию Н усилия Н" с разными знаками.

9.    Все величины гр. 8-26 табл. 1 определяются для несущего каната грузовой стороны.

10.    Гр. 21-36 рекомендуется заполнять после окончательной корректировки профиля.

в любой точке пролета:

f_x=4x(l-x) I 2 Г;    (7)

где q - равномерно распределенная нагрузка на канат» Н/м; х - длина участка от рассматриваемой точки до любой опоры данного пролета» м; Т — натяжение каната» определяемое для рассматриваемой точки, Н/м.

Для получения наибольших провесов натяжение канатов принимается мини-мальное.

2.12.    Наибольший провес несущего каната в середине пролета при наличии одной вагонетки в пролете:

f_en=q_Hl² 1ST + Р'ЕЦТ,    (8)

ще Р* — масса вагонетки с учетом массы отрезка тягового каната, равной    q_rK

кг; / * величина пролета между опорами; а — масса 1 м несущего каната, кг/м;

н

Е — модуль упругости, МПа; Т - натяжение несущего каната, Н/м.

2.13.    Провес несущего каната в любой точке пролета под вагонеткой: при наличии одной вагонетки в пролете:

f_X fl~^x) I2T + р'х (I- х) I IT;    (9)

при наличии двух вагонеток в пролете:

f_x ⁼Ч_Я х(1 - х) 12Т— 2Р'х(1 — х - X / 2) 11 Т;    (10)

при наличии трех или более вагонеток в пролете, расположенных равномерно: f_x = [х(1-х)/2Т] (я_н + Р’ /X).    (11)

2.14. Удельное давление каната на опорный или отклоняющий башмак р равно:

р =0,001 Т [ rd,    (12)

ЭДе Т - натяжение каната у рассматриваемого башмака, Н/м; г - радиус башмака, м; d - диаметр каната, м.

Удельное давление р не должно превышать: для несущих канатов 3 МПа;

” сетевых ”    5    ”

На башмаках, примыкающих к большим пролетам и ближайшем к контргрузу, рекомендуется принимать, ввиду повышенных перемещений несущих канатов на этих башмаках, р <2,4 МПа, для снижения износа канатов.

8

3, ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ И ЕГО ГАБАРИТЫ

3.1.    Ширина колеи (расстояние между несущими канатами) должна назначаться равной 3, 4, 6 м из условия, чтобы расстояние между встречными вагонетками с учетом поперечного качания при расчетной силе ветра было не менее 0,5 м.

3.2.    Угол отклонения вагонетки у от вертикали при поперечном качании под действием ветра определяется по формуле

%^{F а} +с_к*т^Х/

'z*=Tf+YTi— ^w’    <¹³>

Т

где c_g - аэродинамический коэффициент для вагонетки, равный 1,4; с_к — аэродинамический коэффициент для каната, равный 1,2; W — ветровая нагрузка, кг/м²; F - боковая подветренная площадь вагонетки, м²; Р- масса вагонетки, груженой или порожней, в зависимости от того, для какой вагонетки определяется 9, кг; а - расстояние по вертикали от точки приложения ветровой нагрузки до верха рельса или каната, м (pic. 1); Ъ - расстояние по вертикали от центра тяжести вагонетки до верха рельса или каната, м; I - расстояние по вертикали от тягового каната до верха рельса или каната, м; d_т - диаметр тягового каната, м; — масса 1 м тягового каната, кг/м.

9