陳玉璽，韓鵬彪

(1.巨力索具股份有限公司，河北保定 072550；2.河北科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，河北石家莊 050018)

一種應(yīng)急救援索系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用研究

陳玉璽1，韓鵬彪2

(1.巨力索具股份有限公司，河北保定 072550；2.河北科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，河北石家莊 050018)

在地形、地勢(shì)復(fù)雜的地區(qū)輸送應(yīng)急救援人員或物資面臨著道路中斷等情況。為了解決這類問(wèn)題，依據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)范和實(shí)地工況，提出了小型救援系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)要求和工作原理，設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)參數(shù)。針對(duì)該救援系統(tǒng)的承載索部件，闡述了其設(shè)計(jì)方法和力學(xué)計(jì)算過(guò)程，并建議采用超高分子量纖維繩替代鋼絲繩的設(shè)計(jì)，以降低系統(tǒng)成本，提高工效，然后對(duì)該救援索系統(tǒng)的牽引驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。在湖北省某地，采用機(jī)械提升倒裝法對(duì)該救援索系統(tǒng)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)組裝、調(diào)制和試驗(yàn)，證實(shí)了在復(fù)雜的地理?xiàng)l件下利用臨時(shí)組裝架空索道實(shí)現(xiàn)小型物資應(yīng)急輸送的可行性，為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)物資的遠(yuǎn)距離、快速架設(shè)索道應(yīng)急輸送技術(shù)開(kāi)發(fā)提供了數(shù)據(jù)支持及設(shè)計(jì)試驗(yàn)方法，具有一定的推廣應(yīng)用意義。

懸索與張拉結(jié)構(gòu)；應(yīng)急；救援；索具；聚乙烯纖維繩；承載索

災(zāi)害是指自然或人為事件造成嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)破壞和人員傷亡，或是人員被困，或是設(shè)備受損，影響受災(zāi)群眾的正常生活和生產(chǎn)。這種損害超出了一個(gè)地區(qū)維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)的能力范圍，需要尋求外界的救助。此時(shí)往往造成建筑損毀、道路中斷、信息不通，因此，緊急構(gòu)建一條運(yùn)輸通道，運(yùn)送傷員、救援物資及中小型救援設(shè)備器材等，就等于構(gòu)建了一條生命通道[1-3]。目前，國(guó)內(nèi)外業(yè)界非常重視對(duì)各種災(zāi)難事故應(yīng)急救援預(yù)警、管理、處置系統(tǒng)和設(shè)備的研究和應(yīng)用，研究開(kāi)發(fā)應(yīng)急救援系統(tǒng)具有非常重要的意義。

本文介紹了一種輕型應(yīng)急救援索系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、承載索及牽引系統(tǒng)等進(jìn)行了計(jì)算和設(shè)計(jì)。該應(yīng)急救援索系統(tǒng)在湖北省某地實(shí)地進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)安裝和試驗(yàn)，并投入了使用。

1 設(shè)計(jì)要求及應(yīng)用條件

應(yīng)急救援索系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求：該裝備適用于陡坡上下端或溝壑兩側(cè)，進(jìn)行儀器設(shè)備的快速輸送，陡坡高差15～150 m，儀器自重1 t以下；或者應(yīng)用于高差小于15 m、有溝壑障礙(如河流，山澗)的儀器設(shè)備輸送。為了安裝方便快捷，運(yùn)輸工具只需抵達(dá)陡坡一端或溝壑的一側(cè)，或自下向上、或自上向下實(shí)現(xiàn)設(shè)備輸送，陡坡兩端之間或溝壑兩側(cè)，有能容許人畜攀爬通過(guò)的基本通道，另一端(側(cè))不提供電源，具體設(shè)計(jì)要求滿足《GB 50127—2007架空索道工程技術(shù)規(guī)范》和《GB 12141—2008貨運(yùn)架空索道安全規(guī)范》。主要技術(shù)指標(biāo)為1)最大貨物載重量：1 t；2)最大貨物高度、寬度尺寸：3.0 m×3.0 m的管狀物；3)有效輸送距離：30～150 m；4)最大線路高差：15～150 m；5)最大線路坡度：45°；6)安裝調(diào)試綜合時(shí)間不大于4 h。

2 工作原理及結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)

依據(jù)設(shè)計(jì)要求及應(yīng)用條件，參照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，該裝備選用單索往復(fù)式結(jié)構(gòu)方案，全程采用遙控電動(dòng)驅(qū)動(dòng)操作，應(yīng)急救援索系統(tǒng)工作原理側(cè)型圖如圖1所示。

圖1 應(yīng)急救援索系統(tǒng)側(cè)型圖Fig.1 Side diagram of emergency rescue cable system

1) 結(jié)構(gòu)型式：?jiǎn)嗡魍鶑?fù)式架空索道。

2) 運(yùn)行速度：運(yùn)行最大速度為6.0 m/min；放繩速度為0～6.0 m/min。

3) 承載索：Φ24 mm超高分子質(zhì)量的聚乙烯纖維繩[4]，安全系數(shù)取3，使用專用在線張緊裝置安裝固定。

4) 支架：高強(qiáng)度鋁合金桁架結(jié)構(gòu)支架，現(xiàn)場(chǎng)組裝；支架高度共5節(jié)，總高8.4 m，最大占地面積5.0 m×5.0 m，陡坡兩端各安裝1組。

5) 牽引索：Φ8 mm超高分子質(zhì)量的聚乙烯纖維繩(專用)，安全系數(shù)>4.5。

6) 驅(qū)動(dòng)裝置：專用驅(qū)動(dòng)裝置1套(額定驅(qū)動(dòng)力為12 kN，電機(jī)功率為2.2 kW)。

3 承載索設(shè)計(jì)

3.1 鋼絲繩承載索的設(shè)計(jì)計(jì)算

3.1.1 撓度選擇及被吊物尺寸

承載索是一個(gè)柔性構(gòu)件，只承受拉應(yīng)力，其材料服從胡克定律。分析其受力時(shí)，支架上承載索鉸點(diǎn)的變形可忽略不計(jì)，由此可按拋物線理論對(duì)承載索受力進(jìn)行分析計(jì)算，求解承載索的張力、垂度、切線傾角、曲率半徑及曲線長(zhǎng)度，以解決纜機(jī)設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和承載索的安裝長(zhǎng)度問(wèn)題，以及起重小車的運(yùn)行阻力及相關(guān)的牽引功率問(wèn)題[5-7]。

在計(jì)算承載索參數(shù)之前，需要確定承載索的撓度[8]。架空索道承載索的工作垂度ε(跨中最大撓度與水平跨度的比值)一般為0.05～0.07，理想垂度為0.04～0.06[9]，按承載索最大跨距L=150 m計(jì)算，即跨中撓度最小f=ε×L=0.04×150=6 m。本裝備支架為臨時(shí)安裝，承載索的撓度越大，在通過(guò)相同被吊物高度前提下，支架安裝高度就越高，安裝難度也越大。綜合考慮索道的安裝效率，實(shí)際選擇承載索撓度為4 m，支架高度為8.4 m。

假設(shè)吊鉤長(zhǎng)度為0.4 m，被吊物捆綁索受力后伸長(zhǎng)0.5 m，預(yù)留障礙點(diǎn)與被吊物底端安全間距為0.5 m，當(dāng)?shù)匦涡逼露该媾c索道玄平行時(shí)，計(jì)算通過(guò)最大被吊物高度為

H=8.4-0.4-0.5-0.5-4.0=3.0 m。

即，本救援索系統(tǒng)理論被吊運(yùn)輸物最大高度不得大于3.0 m。本支架采用門式結(jié)構(gòu)，允許尺寸不大于3.0 m×3.0 m的管狀物通過(guò)。

3.1.2 承載索最大張力計(jì)算

從理論上講，影響承載索張力的主要因素有承載索的撓度、傾角、跨距、集中載荷位置等。當(dāng)撓度、跨距為定值時(shí)，經(jīng)計(jì)算比較得知，牽引索正常運(yùn)行狀態(tài)下，在承載索傾角為45°、集中載荷在中點(diǎn)時(shí)，承載索產(chǎn)生的張力最大。圖2為承載索受力分析[10-12]。

根據(jù)力的平衡原則，當(dāng)載荷集中在中點(diǎn)時(shí)，承載索可以完全看成是柔性承載，忽略承載索自重均載等影響因素，則當(dāng)被吊物質(zhì)量為1 t時(shí)，重力的水平分力：

(T+t)sinα-Tsinβ=0，

重力的垂直分力：

(T+t)cosα-Tcosβ-1=0。

其中：T為承載索張力；t為牽引力；α為載荷點(diǎn)處承載索上段與豎直線的夾角；β為載荷點(diǎn)處承載索下段與豎直線的夾角。

計(jì)算可得T=128.9 kN，t=7.1 kN。

圖2 承載索受力分析Fig.2 Bearing cable force analysis

如果集中載荷在中點(diǎn)駐留，牽引索將被完全放開(kāi)，被吊物與承載索卡死，完全依靠摩擦力停留，此時(shí)承載索上半段承受的實(shí)際張力為T+t=128.9+7.1=136 kN。

3.1.3 鋼絲繩直徑及自重的確定

安全系數(shù)取3.0，計(jì)算得鋼絲繩最小破斷拉力T0=3.0×136=408 kN。

選用強(qiáng)度級(jí)別為1870級(jí)填充式鋼絲繩，鋼絲繩最小直徑約為24 mm。直徑為24 mm的鋼絲繩質(zhì)量比約為230 kg/100 m，如果按最小長(zhǎng)度220 m(45°斜邊長(zhǎng)度為212 m，預(yù)留8 m作為張緊使用)計(jì)算，得出鋼絲繩的最小質(zhì)量為506 kg。

通過(guò)以上計(jì)算證明，在不考慮切線傾角、曲率半徑等其他不利因素情況下，自重506 kg的鋼絲繩承載索無(wú)法滿足人工架設(shè)的需要，因此，承載索必須選用一種高強(qiáng)、輕質(zhì)、柔軟的材料替代。

3.2 超高分子質(zhì)量纖維繩承載索

超高分子質(zhì)量聚乙烯具有其他工程塑料無(wú)可比擬的耐磨損、耐沖擊、耐化學(xué)藥品腐蝕、自潤(rùn)滑等性能[13]，且其相對(duì)密度也是常規(guī)工程塑料中最低的(0.94)，超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維繩的質(zhì)量為同直徑鋼絲繩的15%，即名義直徑為24 mm的超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維繩索質(zhì)量約為W=506×15%=75.9 kg。名義直徑為24 mm的超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維破斷拉力為520 kN，經(jīng)插編成索后，其帶環(huán)眼繩索破斷拉力為470 kN。以該成品索作為樣機(jī)承載索，其成品索安全系數(shù)N=3.526。

因此，使用相同直徑的超高分子質(zhì)量纖維繩制作承載索[14]，其理論破斷強(qiáng)度稍高于鋼絲繩，安全系數(shù)大于標(biāo)準(zhǔn)要求的3.0，滿足需要。

4 牽引系統(tǒng)設(shè)計(jì)

牽引系統(tǒng)包括牽引索、驅(qū)動(dòng)裝置(見(jiàn)圖3)、貨車和電器控制4個(gè)部分。

圖3 驅(qū)動(dòng)裝置Fig.3 Drive device

4.1 牽引索設(shè)計(jì)

牽引索選用與承載索相同的材料，即超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維繩，名義直徑為8 mm，破斷拉力為65.5 kN，理論質(zhì)量比為4 kg/100 m。按牽引索實(shí)際需求的最大拉應(yīng)力10 kN計(jì)算安全系數(shù)和質(zhì)量。

安全系數(shù)：n=65.5/10=6.55。根據(jù)《GB 12141—2008貨運(yùn)架空索道安全規(guī)范》要求，牽引索安全系數(shù) 6.55>4.5，滿足要求。

牽引索是雙向的，實(shí)際長(zhǎng)度相當(dāng)于承載索的2倍，即220×2=440 m?？紤]到纏繞在牽引輪的部分，實(shí)際取長(zhǎng)為500 m，牽引索質(zhì)量W=20 kg，滿足要求。

4.2 驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

根據(jù)牽引索牽引力，計(jì)算驅(qū)動(dòng)裝置功率和牽引速度。

P=KFV/60η，

其中：P為電機(jī)功率，kW；F=9.8 kN；V=0～6 m/min；η=0.5～0.8，為綜合傳動(dòng)效率系數(shù)，本文選0.5；K為設(shè)計(jì)余量，為1.25。

計(jì)算得P=2.04 kW。

經(jīng)圓整，選擇牽引電機(jī)功率為2.2 kW，輸出速度為6 m/min。

5 安裝與試驗(yàn)

5.1 選址原則

第一，使用該裝備前，應(yīng)熟悉安裝現(xiàn)場(chǎng)，并對(duì)架設(shè)位置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查，確定具備安裝條件；

第二，被輸送貨物的兩端點(diǎn)設(shè)有預(yù)埋基礎(chǔ)(或天然固定點(diǎn))，支架安裝后，兩端點(diǎn)連接玄線，距離障礙點(diǎn)的距離最小不低于8 m，被運(yùn)載設(shè)備高度不得大于3.0 m；

第三，場(chǎng)地兩側(cè)應(yīng)有能夠允許人/畜通過(guò)的通道，允許搬卸基本物品和鋪設(shè)承載索、牽引索；

第四，承載索、牽引索一同鋪設(shè)，盡可能避開(kāi)樹(shù)木等影響索體張緊升空的部位，如必須通過(guò)樹(shù)林等，可對(duì)局部樹(shù)木進(jìn)行砍伐清理。

5.2 支架安裝

通常地錨(預(yù)埋基礎(chǔ))與支架頂端的連線與地面之間的夾角不小于20°，按支架高度為8.5 m計(jì)算，地錨與支架距離不小于23.5 m。當(dāng)架設(shè)支架在極限高度，即承載索傾角為45°時(shí)，支架承受的總壓力為F=146 kN。支架受力分析如圖4所示。

圖4 支架受力分析圖Fig.4 Force analysis of support frame

本支架共5層，每層1.6 m，采用桁架式組裝結(jié)構(gòu)，組裝的層數(shù)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形需要決定，以能夠通過(guò)障礙物為準(zhǔn)。支架材料全部選用7075高強(qiáng)度鋁合金，為了提高安裝效率和搬運(yùn)方便，每一個(gè)組裝部件自重最大不超過(guò)25 kg。

支架的安裝采用“提升倒裝法”，即先安裝最頂層，然后利用起升機(jī)構(gòu)將支架的4個(gè)角同步水平升高至1.8 m，安裝第2層，然后將一、二層同時(shí)升高，安裝第3層，下面安裝依此類推[15-17]。

5.3 承載索安裝

在一般小型索道中，承載索的安裝和調(diào)試都是靠手拉葫蘆完成的。安裝前,首先精確測(cè)量?jī)啥说陌惭b距離，計(jì)算好包含垂度、伸長(zhǎng)在內(nèi)的實(shí)際長(zhǎng)度尺寸，在鋼絲繩上做好標(biāo)記，安裝時(shí)，張緊到標(biāo)記位置固定，控制設(shè)計(jì)垂度。

圖5 動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)Fig.5 Dynamic adjusting machine

本承載索的安裝，不需要考慮實(shí)際安裝距離、傾斜角度和張力，因?yàn)槌休d索一端直接與地錨連接，而另一端纏繞在動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(見(jiàn)圖5)上面，利用動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的收線功能,將多余的承載索逐步收緊、固定，前后用時(shí)不超過(guò)15 min。在使用中，如果發(fā)現(xiàn)張緊力不夠(撓度太大，物料過(guò)不去)，再啟動(dòng)“動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)”進(jìn)行液壓張緊。在動(dòng)態(tài)張緊器上，動(dòng)態(tài)顯示承載索當(dāng)前的張力狀態(tài)和拉力。

5.4 牽引索與驅(qū)動(dòng)裝置安裝

牽引索分別纏繞在2個(gè)儲(chǔ)存輪上面，一根直接將牽引索從儲(chǔ)存輪拉出，經(jīng)支架、貨車，到達(dá)另一端支架的轉(zhuǎn)向滑車，折回與貨車連接，另一根直接經(jīng)支架連接到貨車的滑車上。2個(gè)儲(chǔ)存輪分別由2個(gè)獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以獨(dú)立操作，也可以聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)上下料操作及物料輸送。

5.5 試驗(yàn)

關(guān)于小型固定索道的安裝，目前中國(guó)尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的設(shè)計(jì)與施工圖，圖紙標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范大多憑經(jīng)驗(yàn)或參照小礦山進(jìn)行，一般澆注地錨的施工和錨桿索的安裝約需15天(主要是從混凝土的凝固考慮)，最后進(jìn)行主承載索、支架、制動(dòng)器及礦斗和牽引索的安裝，整個(gè)工期約20天[9]。不僅安全性得不到保障，而且施工時(shí)間長(zhǎng)，費(fèi)用高。

本應(yīng)急救援索系統(tǒng)試驗(yàn)主要針對(duì)固定位置、預(yù)設(shè)基礎(chǔ)的應(yīng)急搶修，基礎(chǔ)制作采用快干水泥澆筑(或天然固定裝置，如突出的巖石，大型樹(shù)木等)，用時(shí)2天，安裝僅需4 h。圖6是在湖北某地進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，場(chǎng)地兩端長(zhǎng)度約為80 m，坡度大于30°，根據(jù)場(chǎng)地情況，上端為了跨越低矮圍墻，支架安裝了5層，下端是沖積水溝，支架僅安裝2層。安裝后，起吊1 t重貨物，運(yùn)行2 h，順利完成預(yù)定試驗(yàn)。

圖6 試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)Fig.6 Test site

6 結(jié) 語(yǔ)

1)該應(yīng)急救援索系統(tǒng)，最大載重量達(dá)1 t，有效輸送距離30～150 m，救援地高差15～150 m。

2)采用超高分子質(zhì)量的纖維繩承載索替代鋼絲繩，可有效降低系統(tǒng)質(zhì)量，提高系統(tǒng)承載能力和安全系數(shù)，降低成本。

3)在湖北某地進(jìn)行實(shí)地安裝、調(diào)試及試驗(yàn)，驗(yàn)證了本系統(tǒng)在山區(qū)陡坡、溝壑、河流等復(fù)雜地理?xiàng)l件下，利用臨時(shí)組裝的架空索道實(shí)現(xiàn)小型物資應(yīng)急輸送的可行性。

4)本應(yīng)急救援索系統(tǒng)的應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)重型物資的遠(yuǎn)距離應(yīng)急索道輸送技術(shù)開(kāi)發(fā)提供了數(shù)據(jù)支持及設(shè)計(jì)試驗(yàn)方法，具有廣闊的應(yīng)用前景。

/References：

[1] 鈕永華,王志華,夏順俊. 架空線路用貨運(yùn)索道承載索數(shù)值模擬分析[J]. 電力建設(shè),2014(8):62-66. NIU Yonghua，WANG Zhihua，XIA Shunjun. Numerical simulation analysis of load cable for cargo cableway of overhead line[J]. Electric Power Construction, 2014(8):62-66.

[2] 周新年,巫志龍,官印生,等. 移動(dòng)式承載索應(yīng)用于特大橋吊裝工程的設(shè)計(jì)[J]. 林業(yè)科學(xué),2010(6):107-112. ZHOU Xinnian,WU Zhilong,GUAN Yinsheng,et al. Design of movable skyline hoisting cableway used in unusually large bridge[J]. Scientia Silvae Sinicae,2010(6):107-112.

[3] 陳玉璽,焦光偉. 鋼絲繩承載索與纖維承載索應(yīng)用[J]. 金屬制品,2016(5):47-51. CHEN Yuxi，JIAO Guangwei. Application of wire rope loading cable and fiber loading rope[J]. Metal Products,2016(5):47-51.

[4] 付朝霞,段玉豐. 馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯改性氫氧化鋁/聚乙烯體系性能研究[J]. 河北科技大學(xué)學(xué)報(bào),2007, 28(2):110-113. FU Zhaoxia, DUAN Yufeng. Properties of polyethylene/ATH treated with PE-g-MAH[J].Journal of Hebei University of Science and Technolog,2007,28(2):110-113.

[5] 蔣春祥. 纜索起重機(jī)索道系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 水利電力機(jī)械,1991(1):3-9. JIANG Chunxiang. The design of cableway system of cable crane[J]. Water Conservancy Electric Power Machinery, 1991(1):3-9.

[6] 羅桂生. 索道承載索張緊度的研究[J]. 福建林學(xué)院學(xué)報(bào),1998,18(4):16-20. LUO Guisheng. A study on the degree of tautness in a skyline of a cableway[J]. Journal of Fujian College of Forestry,1998,18(4):16-20.

[7] 許紅勝,顏東煌,冉貿(mào)學(xué). 橋梁施工纜索吊機(jī)承載索的設(shè)計(jì)研究[J]. 重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,28(5):837-839. XU Hongsheng,YAN Donghuang, RAN Maoxue. Design of load-bearing cable of cable crane used in large-span bridge construction[J]. Journal of Chongqing Jiaotong University(Natural Science), 2009,28(5):837-839.

[8] 王增剛,彭國(guó)良,陳曹維. 周邊固定大長(zhǎng)寬比矩形薄板撓度的實(shí)驗(yàn)研究與計(jì)算公式[J]. 河北科技大學(xué)學(xué)報(bào),2002,23(4):90-95. WANG Zenggang,PENG Guoliang,CHEN Caowei. Experiment study and calculation formulae of rectangular plate deflection with large ratio of length to width and fixed boundary[J]. Journal of Hebei University of Science and Technology, 2002,23(4):90-95.

[9] 孫志峰.架空索道設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)計(jì)算[J] .西北水電,2005(3):34-35. SUN Zhifeng. The design and structure of the aerial ropeway project[J]. Northwest Hydropower, 2005(3):34-35.

[10]繆謙,白雪松. 貨運(yùn)索道運(yùn)輸技術(shù)與設(shè)備研究[J]. 電力建設(shè),2009(12):93-96. MIAO Qian, BAI Xuesong. Study on transportation techno-logy and equipment in freight cableway system[J]. Electric Power Construction, 2009(12):93-96.

[11]關(guān)承儒,徐鶴峰. 承載索拉力計(jì)算法的探討[J]. 東北林學(xué)院學(xué)報(bào),1984,12(4):82-88. GUAN Chengru，XU Hefeng. Research on the calculation methods of tension force of skyline[J]. Journal of North-Eastern Forestry Institute,1984,12(4):82-88.

[12]李國(guó)英,王文生,魏朋花. 鋼絲繩澆鑄索具的研究與應(yīng)用[J]. 金屬制品,2015(2):16-21. LI Guoying，WANG Wensheng，WEI Penghua. Research and application of casting steel wire rope slings[J]. Metal Products, 2015(2):16-21.

[13]何繼敏，薛平，何亞?wèn)|.超高分子量聚乙烯性能及應(yīng)用[J].工程塑料應(yīng)用,1996(5):55-59. HE Jimin，XUE Ping，HE Yadong. Properties and application of ultrahigh molecular weight polyethylene[J]. Engineering Plastics Applications，1996(5):55-59.

[14]段玉豐,付朝霞,馬進(jìn)松,等. PE-g-MAH表面改性氫氧化鋁及其在聚乙烯中的應(yīng)用[J]. 河北科技大學(xué)學(xué)報(bào),2009,30(4):347-349. DUAN Yufeng，F(xiàn)U Zhaoxia，MA Jinsong,et al. Aluminum hydroxide modified with PE-g-MAH and its application in polyethylene[J].Journal of Hebei University of Science and Technology, 2009,30(4):347-349.

[15]牛鵬霞,楊彩云. 特種繩纖維材料的發(fā)展和應(yīng)用[J]. 產(chǎn)業(yè)用紡織品,2010(12):33-36. NIU Pengxia，YANG Caiyun. The development and application of fiber materials for special ropes[J]. Journal of Indus-trial Textiles, 2010(12):33-36.

[16]汪家銘. 高強(qiáng)高模聚乙烯纖維發(fā)展概況與應(yīng)用前景[J]. 濟(jì)南紡織化纖科技,2009(2):25-30. WANG Jiaming. Development survey and application prospect of high strength high modulus polyethylene(HSHMPE)fiber[J]. Jinan Man-made Fibre Technology,2009(2):25-30.

[17]廉志軍,史賢寧,井連英. 高強(qiáng)高模聚乙烯短纖維及其應(yīng)用[J]. 紡織導(dǎo)報(bào),2013(3):58-60. LIAN Zhijun, SHI Xianning, JING Lianying. HSHMPE staple fiber and its applications[J]. China Textile Leader,2013(3):58-60.

Development and application of an emergency rescue cable system

CHEN Yuxi1, HAN Pengbiao2

(1.Juli Sling Company Limited, Baoding， Hebei 072550, China;2.School of Materials Science and Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang, Hebei 050018, China)

In the complex area, emergency rescue personnel and materials transport may face various conditions such as road break. To overcome this kind of problems, the basic design requirements and working principle of the rescue system are put forward and the structural parameters are designed based on national standard specification and working condition of field. The design method and the mechanics calculation process of the bearing cable part of the rescue system are expounded, and the design of replacing the wire rope with ultra-high molecular weight fiber rope is proposed, which can reduce the system cost and improve the efficiency. Then the traction drive module of the rescue cable system is designed and calculated. In a certain area of Hubei province, the field assembly, modulation and test of the rescue cable system are carried out with the mechanical lifting inversion method, which proves that the temporary assembling overhead cableway can realize the emergency transportation of small materials under the complicated geographical conditions. So the data support and design test method are provided for realizing the long-distance and rapid erection of the emergency transportation technology, which has a wide application prospect.

cable and tension structure; emergency; rescue; rigging; polyethylene fiber rope; carrying cable

1008-1534(2017)02-0130-05

2016-12-30;

2017-03-13；責(zé)任編輯：馮 民

陳玉璽(1966—)，男，河北保定人，工程師，主要從事索道、索具、鏈條等研發(fā)與技術(shù)管理方面的工作。

E-mail:3232577923qq.com

TB21

A

10.7535/hbgykj.2017yx02010

陳玉璽，韓鵬彪.一種應(yīng)急救援索系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用研究[J].河北工業(yè)科技,2017,34(2):130-134. CHEN Yuxi, HAN Pengbiao.Development and application of an emergency rescue cable system[J].Hebei Journal of Industrial Science and Technology,2017,34(2):130-134.