自制固定式纜索起重機在水電工程中的應用探討

【摘要】本文針對自制固定式纜索起重機的構(gòu)成、參數(shù)、特點以及在工程中的應用進行簡要分析，希望能夠提供一些借鑒和指導。

【關(guān)鍵詞】自制固定式纜索起重機；布置；設(shè)計選型；應用

一、前言

目前有很多投資規(guī)模小的中小型水電站都建設(shè)在人跡稀少的大山溝里，由于受交通、地形環(huán)境、施工場地、環(huán)保及投資的影響，很多的大型水工建設(shè)設(shè)備無法在現(xiàn)場展開，特別是在雙曲拱壩的壩肩開挖、拱壩的混凝土澆筑、金屬結(jié)構(gòu)安裝及落差較大的壓力鋼管明管安裝等，很多施工單位都傾向于選擇自制式固定纜索起重機作為施工的主要手段之一，自制固定式纜索起重機具有經(jīng)濟實用、安裝方便等特點，在水電工程中廣泛應用，并取得很好效果。

二、自制固定式纜索起重機的優(yōu)缺點及適用范圍

1、自制固定式纜索起重機的優(yōu)點

（1）投資規(guī)模小，實用方便。結(jié)構(gòu)簡單，易于加工制造，主要設(shè)備及部件在市場上容易采購。

（2）結(jié)構(gòu)及設(shè)備單元尺寸小，便于運輸、安裝，且安裝成本較低。

（3）維護、運行成本低，且現(xiàn)場用電負荷小，現(xiàn)場只要布置380V電源即可。

（4）左右岸平臺土建開挖工程量小，與平移式或輻射式纜機相比，可減少土建開挖工程量90%以上，即節(jié)省建設(shè)投資也對環(huán)境破壞小。

2、自制固定式纜索起重機的缺點

（1）工作覆蓋面小，只能線性覆蓋，使用范圍有限。

（2）起重、牽引速度小，工作效率較平移式、輻射式纜機低很多，自制固定式纜索起重機的起重、牽引速度一般分別不大于10m/min和30m/min。

（3）主索的垂度在纜機使用過程中需經(jīng)常調(diào)整。

3、適用范圍

自制固定式纜索起重一般適用于雙曲拱壩壩肩開挖時的開挖、支護設(shè)備及材料的吊運、混凝土澆筑時模板、鋼筋、混凝土振搗、平倉設(shè)備的吊運、配合混凝土澆筑用溜槽的固定以及落差較大的引水發(fā)電壓力鋼管明管段的吊運安裝等。

三、自制固定式纜機的布置形式、組成

1、自制固定式纜索起重機的布置形式主要有兩種：① 等高布置，即左右岸的主索固定點布置在統(tǒng)一高程；② 不等高布置，即左右岸的主索固定點不在同一高程的布置形式。不管哪一種布置形式都是要根據(jù)施工現(xiàn)場的地形、地質(zhì)條件及施工用途綜合考慮，施工單位在實際應用中常采用第一種布置形式。

2、自制固定式纜機組成主要由：主索、起重索、牽引索、起重小車、承馬、大鉤、導向輪、左右岸主索地錨、左岸卷揚機平臺、卷揚機系統(tǒng)、機房、操作室等組成。

下圖為某電站自制固定式纜索吊等高布置示意圖。

四、自制固定式纜索起重機主要技術(shù)參數(shù)的確定

自制固定式纜機的主要技術(shù)參數(shù)包括：額定起重量、起升高度、跨度、主索垂度、安裝高程、地錨承載力、非工作區(qū)限定、工作速度等。為了保證纜機的正常安全運行，這些參數(shù)必須安全、實用的要求。

1、額定起重量

額定起重量是根據(jù)裝設(shè)纜機的主要用途確定的，一般按所在工程需吊運設(shè)備的最大重量來決定。

2、起升高度

起升高度由建筑物高度、吊裝物的尺寸，吊裝安全距離、主索垂度、主索錨固高度等綜合因素考慮確定。

起升高度=建筑物絕對高度+壩頂最大吊裝尺寸高度+吊裝鋼絲繩高度+大鉤與小車的安全距離，吊裝鋼絲繩高度由最大吊裝物的釣點距離及鋼絲繩于吊裝物的夾角確定，鋼絲繩與吊裝物的夾角一般不小于45°，大鉤與小車的安全距離不小于3.0m。

3、安裝高程、跨度、垂度

纜機主索的布置高程要根據(jù)山坡的地形、地質(zhì)情況結(jié)合主索的跨度、主索的垂度綜合考慮決定，一般情況是安裝高程越高，主索的跨度和垂度越大，確定的原則是在滿足纜機的起升高度的情況下選擇最小的主索布置高程。主索的垂度也叫垂率，是指左右岸主索固定端張緊后由于鋼絲繩的自重引起下垂的最大距離，垂度通常用跨度（L0）的百分比來表示，根據(jù)經(jīng)驗取值范圍在S=5%～7.5%之間，取值越小，主索承受的水平力越大，對地錨的要求越高，反之就小，選擇的時候要綜合考慮確定。

4、纜機的非工作區(qū)域

纜機的非工作區(qū)域是指左右岸主索錨固點或主索支承點往跨中延伸的距離，一般的非工作區(qū)域取值為主索跨距的十分之一，即L0/10。

5、其他主索、牽引所、起重索、各類卷揚機的參數(shù)根據(jù)設(shè)計計算選擇。

五、自制固定式纜索起重機主要設(shè)備、材料的設(shè)計選型

自制固定式纜索起重機在布置高程、跨距、起升高度及最大起重量（額定起重量）確定后，再根據(jù)這些參數(shù)設(shè)計計算選擇起重索、牽引索、主索（承載索）、起重（牽引）卷揚機等材料及設(shè)備，起重小車及大鉤、地錨埋件則根據(jù)額定起重量或最大錨固力按材料、結(jié)構(gòu)力學方法設(shè)計，承馬按具體情況布置，一般按30～50m間距布置。

下面就起重索、牽引索、主索及卷揚機的設(shè)計選型方法做一簡單的介紹。

1、起重索的選擇及驗證計算

（1）起重索的選型

根據(jù)經(jīng)驗先選擇一規(guī)格鋼絲繩，在《一般用途鋼絲繩》（GB/T20118-2006）中查得所選鋼絲繩的最小破斷拉力，取最小破斷拉力的80%作為鋼絲繩的計算許用應力N。

4、起重、牽引卷揚機的選型及主索地錨錨固力的確認

起重、牽引卷揚機的選型按照起重索計算最大受力組合并參照卷揚機序列型號進行選型，其選型輸出力不得小于計算力；主索地錨錨固力按照主索的和拉力進行設(shè)計。

六、自制式固定纜索起重機的制造與使用

1、自制固定式纜機的設(shè)計為非標設(shè)計，但這并不意味著它的設(shè)計、制造、安裝、檢驗就無章可循，只要自制固定式纜機的設(shè)計、制造、檢驗一般參照通用的起重機設(shè)計、制造、檢驗標準、規(guī)范，如 GB3811-83《起重機設(shè)計規(guī)范》、GB6067-85《起重機安全規(guī)范》、SL/T241-1999《水利水電建設(shè)用起重機技術(shù)條件》、DL/T946-2005《水利電力建設(shè)用起重機》等國家及行業(yè)標準執(zhí)行，在管理和使用按照國家關(guān)于特種設(shè)備管理使用的有關(guān)法律、法規(guī)來執(zhí)行，只有確實實現(xiàn)了規(guī)范化管理使用，它的安全性就能得到保證。

2、自制式固定纜索起重機一般是根據(jù)工程的實際情況由施工單位進行設(shè)計和制造配置，施工單位在設(shè)計完成后，應邀請有設(shè)計資質(zhì)的設(shè)計單位進行審核、蓋章后方可制造，制造完成后應經(jīng)過國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫部門的檢驗并頒發(fā)產(chǎn)品合格證、特種設(shè)備使用許可證。應該說，只要制定嚴格的管理制度、崗位責任制、事故應急預案，這種特種設(shè)備的安全使用是可以實現(xiàn)的。

七、結(jié)束語

綜上所述，我們對自制固定式纜索起重機的性能和應用有了一定了解，在實際的施工中，更要規(guī)范、安全的每一個環(huán)節(jié)，做到規(guī)范施工，使其真正發(fā)展作用，并保證工自制式固定纜索起重機的安全運行。

參考文獻

[1]張楠.談自制固定式纜索起重機在工程中的應用[J].水利水電，2013

[2]王艷彬.自制固定式纜索起重機操作規(guī)范[J].設(shè)備，2012