索道風(fēng)載特性與抗風(fēng)設(shè)計(jì)

1/1索道風(fēng)載特性與抗風(fēng)設(shè)計(jì)第一部分索道風(fēng)載荷分類及特點(diǎn) 2第二部分索道風(fēng)載荷計(jì)算方法 4第三部分索道抗風(fēng)設(shè)計(jì)原則 7第四部分索道纜索抗風(fēng)設(shè)計(jì) 11第五部分索道支柱抗風(fēng)設(shè)計(jì) 15第六部分索道轎廂抗風(fēng)設(shè)計(jì) 18第七部分索道風(fēng)速監(jiān)測與預(yù)警 20第八部分索道風(fēng)載規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn) 23

第一部分索道風(fēng)載荷分類及特點(diǎn)關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)主題名稱：風(fēng)速風(fēng)向分布

1.山區(qū)地形復(fù)雜，風(fēng)速風(fēng)向變化劇烈，受地形影響，形成各種不同風(fēng)場。

2.索道運(yùn)行區(qū)域風(fēng)速變化大，可能出現(xiàn)湍流和脈動(dòng)，對(duì)索道安全穩(wěn)定運(yùn)行造成威脅。

3.索道風(fēng)載荷設(shè)計(jì)需要考慮不同高度和地形的風(fēng)速風(fēng)向變化，采用現(xiàn)場實(shí)測或數(shù)值模擬等方法獲取準(zhǔn)確的風(fēng)場信息。

主題名稱：索道風(fēng)場荷載

索道風(fēng)載荷分類及特點(diǎn)

索道風(fēng)載荷是指作用在索道各個(gè)部件上的風(fēng)力，根據(jù)其作用部位和特性，可分為以下幾類：

1.索受風(fēng)荷載

索受風(fēng)荷載是指作用在索道索上的風(fēng)載荷，其特點(diǎn)如下：

*風(fēng)速高度梯度影響：索受風(fēng)荷載隨高度增加而增大，且受到風(fēng)速高度梯度的影響。

*迎風(fēng)索段受風(fēng)面積：迎風(fēng)索段的受風(fēng)面積決定了索受風(fēng)荷載的大小。

*索振動(dòng)影響：索的振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致索受風(fēng)荷載發(fā)生變化，增加載荷的作用時(shí)間。

2.吊廂受風(fēng)荷載

吊廂受風(fēng)荷載是指作用在吊廂上的風(fēng)載荷，其特點(diǎn)如下：

*正面迎風(fēng)面積：吊廂正面迎風(fēng)面積大小與受風(fēng)荷載成正比。

*流線型設(shè)計(jì)：吊廂流線型設(shè)計(jì)可有效減小受風(fēng)阻力。

*吊廂擺動(dòng)：吊廂的擺動(dòng)會(huì)影響受風(fēng)荷載的大小和方向。

3.塔架受風(fēng)荷載

塔架受風(fēng)荷載是指作用在索道塔架上的風(fēng)載荷，其特點(diǎn)如下：

*塔架結(jié)構(gòu)形狀：塔架結(jié)構(gòu)的形狀決定了其受風(fēng)面積和阻力系數(shù)。

*塔架高度：塔架高度越大，受風(fēng)荷載越大。

*塔架間距：塔架間距影響風(fēng)荷載的分布和疊加效應(yīng)。

4.導(dǎo)索受風(fēng)荷載

導(dǎo)索受風(fēng)荷載是指作用在索道導(dǎo)索上的風(fēng)載荷，其特點(diǎn)如下：

*導(dǎo)索布置方式：導(dǎo)索布置方式影響其受風(fēng)面積和阻力系數(shù)。

*導(dǎo)索張力：導(dǎo)索張力會(huì)改變其受風(fēng)特性。

*導(dǎo)索振動(dòng)：導(dǎo)索振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致受風(fēng)荷載發(fā)生變化，增加載荷的作用時(shí)間。

5.輔助構(gòu)件受風(fēng)荷載

輔助構(gòu)件受風(fēng)荷載是指作用在索道輔助構(gòu)件上的風(fēng)載荷，如纜繩、電纜等，其特點(diǎn)如下：

*受風(fēng)面積：輔助構(gòu)件的受風(fēng)面積決定了受風(fēng)荷載的大小。

*位置：輔助構(gòu)件的位置影響其受到風(fēng)荷載的程度。

*阻力系數(shù)：輔助構(gòu)件的阻力系數(shù)決定了其受風(fēng)荷載的作用效果。

6.非對(duì)稱受風(fēng)荷載

非對(duì)稱受風(fēng)荷載是指作用在索道系統(tǒng)上，不對(duì)稱分布的風(fēng)載荷，包括以下類型：

*單側(cè)風(fēng)荷載：僅作用在索道系統(tǒng)一側(cè)的風(fēng)荷載。

*偏向風(fēng)荷載：風(fēng)荷載作用方向與索道線方向偏離的荷載。

*脈動(dòng)風(fēng)荷載：風(fēng)荷載隨著時(shí)間的變化而發(fā)生脈動(dòng)和振蕩的荷載。

非對(duì)稱受風(fēng)荷載會(huì)導(dǎo)致索道系統(tǒng)受到附加的扭轉(zhuǎn)和彎曲荷載，對(duì)索道穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生影響。第二部分索道風(fēng)載荷計(jì)算方法關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)風(fēng)速-高度分部系數(shù)

1.風(fēng)速-高度分部系數(shù)反映了不同高度處風(fēng)速的分布特征，是計(jì)算索道風(fēng)載荷的重要參數(shù)。

2.國際上常用的風(fēng)速-高度分部系數(shù)計(jì)算公式包括冪律公式和對(duì)數(shù)風(fēng)速剖面公式。

3.我國規(guī)范中給出了不同地形條件的風(fēng)速-高度分部系數(shù)計(jì)算系數(shù)，考慮了地形起伏、障礙物等因素的影響。

陣風(fēng)系數(shù)

1.陣風(fēng)系數(shù)учитывает風(fēng)速的脈動(dòng)特性，反映了陣風(fēng)對(duì)索道結(jié)構(gòu)的影響程度。

2.陣風(fēng)系數(shù)的大小與地形、風(fēng)向、建筑物等因素有關(guān)。

3.我國規(guī)范中給出了不同地形條件和建筑物高度的陣風(fēng)系數(shù)推薦值。

風(fēng)載荷計(jì)算公式

1.索道風(fēng)載荷計(jì)算公式考慮了索道的幾何形狀、受風(fēng)面積、風(fēng)速-高度分部系數(shù)和陣風(fēng)系數(shù)等因素。

2.常用的風(fēng)載荷計(jì)算公式包括靜力計(jì)算法、準(zhǔn)靜態(tài)計(jì)算法和動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算法。

3.靜力計(jì)算法是最簡單的計(jì)算方法，適用于風(fēng)速較低、索道結(jié)構(gòu)剛度較大的情況。

動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算法

1.動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算法考慮了索道結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，適用于風(fēng)速較高、索道結(jié)構(gòu)輕柔的情況。

2.動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算法需要建立索道結(jié)構(gòu)的動(dòng)力模型，并進(jìn)行模態(tài)分析和時(shí)程分析。

3.動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算法可以準(zhǔn)確預(yù)測索道結(jié)構(gòu)在風(fēng)載荷作用下的動(dòng)力響應(yīng)，但計(jì)算過程較復(fù)雜。

抗風(fēng)措施

1.加強(qiáng)索道結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性，提高抗風(fēng)能力。

2.優(yōu)化索道的幾何形狀，減少受風(fēng)面積和風(fēng)阻系數(shù)。

3.采用防風(fēng)障、導(dǎo)流板等措施，改變風(fēng)場分布，減輕風(fēng)載荷作用。

風(fēng)監(jiān)測與預(yù)報(bào)

1.建立風(fēng)監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測索道所在地的風(fēng)速、風(fēng)向和陣風(fēng)等參數(shù)。

2.利用氣象預(yù)報(bào)技術(shù)，預(yù)測未來一段時(shí)間的風(fēng)力條件。

3.根據(jù)風(fēng)監(jiān)測和預(yù)報(bào)結(jié)果，及時(shí)調(diào)整索道運(yùn)營策略，避免在惡劣風(fēng)力條件下運(yùn)營，保障安全。索道風(fēng)載荷計(jì)算方法

索道風(fēng)載荷計(jì)算涉及以下步驟：

1.風(fēng)速計(jì)算

*根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笥^測站數(shù)據(jù)或風(fēng)場模擬結(jié)果，獲取索道運(yùn)行區(qū)域的風(fēng)速分布。

*考慮地形、植被覆蓋率等因素對(duì)風(fēng)速的影響。

2.風(fēng)荷載系數(shù)計(jì)算

*根據(jù)索道纜索類型、截面形狀、表面粗糙度等參數(shù)，確定風(fēng)荷載系數(shù)。

*使用經(jīng)驗(yàn)公式或風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得風(fēng)荷載系數(shù)。

3.索道受風(fēng)面積計(jì)算

*計(jì)算纜索沿縱向、橫向和法向的投影面積。

*考慮纜索的擺動(dòng)和撓度對(duì)受風(fēng)面積的影響。

4.風(fēng)載荷計(jì)算

*將風(fēng)速、風(fēng)荷載系數(shù)和受風(fēng)面積相乘，得到單位長度索道的風(fēng)載荷。

*單位長度風(fēng)載荷與索道長度相乘，得到總風(fēng)載荷。

5.纜索風(fēng)載荷分量計(jì)算

*將總風(fēng)載荷分解為垂直于索道的升力分量和平行于索道的側(cè)向分量。

*升力分量對(duì)索道造成上拔力，側(cè)向分量對(duì)索道造成橫向力。

經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算方法

*Bjorknas公式：適用于懸索橋和索道，考慮纜索的振動(dòng)頻率。

*美國公路交通協(xié)會(huì)（AASHTO）公式：適用于較短跨度的索道，采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。

*奧地利規(guī)范ONORMB3006：適用于不同類型的索道，考慮風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算方法

*在風(fēng)洞試驗(yàn)中模擬索道的風(fēng)環(huán)境和索道受風(fēng)情況。

*測量索道各部分的受力數(shù)據(jù)，包括升力和側(cè)向力。

*據(jù)測量數(shù)據(jù)獲得風(fēng)荷載系數(shù)。

有限元方法計(jì)算方法

*采用有限元軟件對(duì)索道結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模。

*施加風(fēng)載荷，并求解索道的變形和應(yīng)力分布。

*根據(jù)應(yīng)力分布，計(jì)算索道各部分的受力。

計(jì)算結(jié)果的處理

*計(jì)算結(jié)果應(yīng)考慮風(fēng)載荷的動(dòng)態(tài)特性，如振動(dòng)頻率和阻尼。

*考慮風(fēng)向?qū)︼L(fēng)載荷的影響，并采用不同的風(fēng)向進(jìn)行計(jì)算。

*根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定索道的安全裕度，并采取必要的抗風(fēng)措施。

索道抗風(fēng)設(shè)計(jì)

索道抗風(fēng)設(shè)計(jì)基于對(duì)風(fēng)載荷的充分考慮，采取以下抗風(fēng)措施：

*纜索選型：選擇具有足夠強(qiáng)度和剛度的纜索，以承受風(fēng)載荷。

*附著裝置：使用堅(jiān)固的附著裝置將纜索固定在支柱或山錨上，防止纜索在風(fēng)載荷作用下脫落。

*阻尼裝置：安裝阻尼裝置，如減振器或調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，以減輕索道的振動(dòng)。

*運(yùn)營限制：在強(qiáng)風(fēng)條件下限制索道的運(yùn)營，以避免安全問題。

*索塔設(shè)計(jì)：索塔應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受風(fēng)載荷引起的索道上拔力。

通過綜合考慮風(fēng)載荷計(jì)算方法和索道抗風(fēng)設(shè)計(jì)措施，可以確保索道的穩(wěn)定性和安全運(yùn)營。第三部分索道抗風(fēng)設(shè)計(jì)原則關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)索道抗風(fēng)穩(wěn)定性

1.索道系統(tǒng)在風(fēng)荷載作用下維持穩(wěn)定運(yùn)行的能力。

2.抗風(fēng)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于保證索道運(yùn)行過程中索纜、吊廂和支墩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3.分析索道系統(tǒng)對(duì)不同風(fēng)速和風(fēng)向的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，并采取相應(yīng)措施加強(qiáng)穩(wěn)定性。

索道風(fēng)荷載特性

1.索道風(fēng)荷載具有變動(dòng)性、湍流性、非對(duì)稱性等特點(diǎn)。

2.風(fēng)荷載的大小和分布與索道幾何參數(shù)、風(fēng)速、風(fēng)向等因素相關(guān)。

3.采用CFD模擬、風(fēng)洞試驗(yàn)等方法獲取索道風(fēng)荷載特性數(shù)據(jù)，為抗風(fēng)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

索道抗風(fēng)措施

1.加強(qiáng)索纜和吊廂結(jié)構(gòu)，提高抗風(fēng)能力。

2.優(yōu)化索道走向和支墩位置，避開強(qiáng)風(fēng)區(qū)。

3.安裝風(fēng)速風(fēng)向監(jiān)測系統(tǒng)，預(yù)警極端風(fēng)荷載。

索道風(fēng)荷載規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)

1.建立健全的索道風(fēng)荷載規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)體系。

2.規(guī)范抗風(fēng)設(shè)計(jì)方法和抗風(fēng)性能要求。

3.加強(qiáng)索道風(fēng)荷載規(guī)范的修編和完善。

索道抗風(fēng)設(shè)計(jì)方法

1.采用結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)等理論方法進(jìn)行抗風(fēng)分析。

2.結(jié)合CFD模擬、風(fēng)洞試驗(yàn)等手段驗(yàn)證抗風(fēng)設(shè)計(jì)方案。

3.采用概率論和可靠性理論評(píng)估索道抗風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)。

索道抗風(fēng)設(shè)計(jì)前沿趨勢

1.索道結(jié)構(gòu)輕量化和高強(qiáng)度材料應(yīng)用。

2.主動(dòng)抗風(fēng)控制技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用。

3.索道風(fēng)荷載特性的精細(xì)化模擬和預(yù)測。索道抗風(fēng)設(shè)計(jì)原則

索道抗風(fēng)設(shè)計(jì)旨在確保索道在各種風(fēng)載作用下安全穩(wěn)定運(yùn)行，防止因風(fēng)載引起的索道結(jié)構(gòu)損壞或運(yùn)行中斷?？癸L(fēng)設(shè)計(jì)原則主要包括：

1.風(fēng)載計(jì)算

準(zhǔn)確計(jì)算索道各部件所受的風(fēng)載是抗風(fēng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。風(fēng)載計(jì)算通常采用規(guī)范規(guī)定的經(jīng)驗(yàn)公式或數(shù)值模擬方法。

1.1經(jīng)驗(yàn)公式法

根據(jù)規(guī)范規(guī)定，索道風(fēng)載可按以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

```

q=0.613V^2（kN/m）

```

式中：

-q為索道風(fēng)載（kN/m）

-V為風(fēng)速（m/s）

1.2數(shù)值模擬法

數(shù)值模擬法采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）等方法，對(duì)索道結(jié)構(gòu)進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)或計(jì)算機(jī)模擬，獲得更準(zhǔn)確的風(fēng)載分布和風(fēng)速變化規(guī)律。

2.抗風(fēng)措施

根據(jù)風(fēng)載計(jì)算結(jié)果，采取相應(yīng)抗風(fēng)措施，增強(qiáng)索道的抗風(fēng)能力。常見抗風(fēng)措施包括：

2.1結(jié)構(gòu)優(yōu)化

對(duì)索道塔架、吊廂等結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高其剛度和穩(wěn)定性。例如，采用流線型設(shè)計(jì)，減少風(fēng)阻；使用高強(qiáng)度材料，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗風(fēng)能力。

2.2加固措施

在風(fēng)載較大的區(qū)域，對(duì)索道塔架、索具等關(guān)鍵部位進(jìn)行加固。例如，設(shè)置抗風(fēng)索、錨碇、拉線等加強(qiáng)措施，提高索道整體穩(wěn)定性。

2.3運(yùn)行控制

根據(jù)風(fēng)速大小，采取不同的運(yùn)行控制措施。風(fēng)速較小時(shí)，索道正常運(yùn)行；當(dāng)風(fēng)速達(dá)到一定閾值時(shí)，限制索道運(yùn)行速度或暫停運(yùn)行，確保安全。

2.4實(shí)時(shí)監(jiān)測

安裝風(fēng)速傳感器、加速度傳感器等監(jiān)測設(shè)備，對(duì)索道的運(yùn)行狀態(tài)和風(fēng)載變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。當(dāng)風(fēng)載超出設(shè)計(jì)范圍時(shí)，及時(shí)發(fā)出警報(bào)，采取應(yīng)急措施。

2.5定期維護(hù)

定期對(duì)索道各部件進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，確保結(jié)構(gòu)完好無損，緊固件牢固可靠，及時(shí)消除安全隱患。

3.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

索道抗風(fēng)設(shè)計(jì)應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，如《客運(yùn)索道設(shè)計(jì)規(guī)范》、《索道安全運(yùn)行技術(shù)規(guī)程》等。這些規(guī)范規(guī)定了索道風(fēng)載計(jì)算方法、抗風(fēng)措施要求、運(yùn)行控制原則等，為索道的安全設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供了依據(jù)。

4.設(shè)計(jì)實(shí)例

以下是一些索道抗風(fēng)設(shè)計(jì)實(shí)例：

-張家界大峽谷玻璃棧道索道：采用流線型吊廂，減少風(fēng)阻；設(shè)置抗風(fēng)索和拉線，增強(qiáng)塔架穩(wěn)定性；安裝風(fēng)速監(jiān)測設(shè)備，及時(shí)預(yù)警和采取運(yùn)行控制措施。

-香港昂坪360纜車：采用高強(qiáng)度鋼材和流線型設(shè)計(jì)，提高抗風(fēng)能力；設(shè)置抗風(fēng)索和拉線，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；實(shí)行分區(qū)運(yùn)行控制，風(fēng)速較大時(shí)限制運(yùn)行速度或暫停運(yùn)行。

-瑞士少女峰火車：采用齒軌式攀爬，降低風(fēng)載影響；設(shè)置防風(fēng)墻和導(dǎo)流板，減輕風(fēng)力對(duì)車廂的作用；執(zhí)行嚴(yán)格的運(yùn)行監(jiān)控和應(yīng)急措施，確保安全運(yùn)營。

5.結(jié)論

索道抗風(fēng)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的工程技術(shù)，涉及結(jié)構(gòu)工程、氣象學(xué)、運(yùn)行控制等多學(xué)科知識(shí)。通過準(zhǔn)確的風(fēng)載計(jì)算、合理的抗風(fēng)措施、嚴(yán)格的運(yùn)行控制和定期維護(hù)，可以確保索道在各種風(fēng)載作用下安全穩(wěn)定運(yùn)行，為乘客提供安全舒適的出行體驗(yàn)。第四部分索道纜索抗風(fēng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)【索道纜索風(fēng)振穩(wěn)定性分析】

1.風(fēng)振穩(wěn)定性是索道纜索抗風(fēng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵指標(biāo)，指纜索在風(fēng)荷載作用下抵抗振動(dòng)的能力。

2.纜索的風(fēng)振特性主要受風(fēng)速、纜索固有頻率、阻尼比和結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響。

3.穩(wěn)定性分析可采用線性和非線性頻域法、時(shí)域法等方法，獲得纜索風(fēng)振的響應(yīng)特性和穩(wěn)定邊界。

【索道纜索空氣動(dòng)力學(xué)特性】

索道纜索抗風(fēng)設(shè)計(jì)

索道纜索是索道系統(tǒng)中最重要的承重構(gòu)件，其抗風(fēng)性能直接影響索道的安全性和運(yùn)行穩(wěn)定性。纜索抗風(fēng)設(shè)計(jì)主要涉及以下幾個(gè)方面：

一、風(fēng)載計(jì)算

纜索風(fēng)載主要包括縱向風(fēng)載和橫向風(fēng)載兩部分。

1.縱向風(fēng)載

縱向風(fēng)載是指沿纜索軸線方向的風(fēng)載。其計(jì)算公式為：

```

F_l=0.5*ρ*V^2*A*C_d

```

其中：

-F_l為縱向風(fēng)載，單位N/m；

-ρ為空氣密度，單位kg/m3；

-V為風(fēng)速，單位m/s；

-A為纜索投影面積，單位m2；

-C_d為阻力系數(shù)，無量綱。

阻力系數(shù)C_d與纜索的雷諾數(shù)和截面形狀有關(guān)。對(duì)于光滑圓柱形纜索，雷諾數(shù)大于10^5時(shí)，阻力系數(shù)約為0.1；雷諾數(shù)小于10^5時(shí)，阻力系數(shù)會(huì)隨雷諾數(shù)增加而增大。

2.橫向風(fēng)載

橫向風(fēng)載是指垂直于纜索軸線方向的風(fēng)載。其計(jì)算公式為：

```

F_t=0.5*ρ*V^2*A*C_l

```

其中：

-F_t為橫向風(fēng)載，單位N/m；

-ρ為空氣密度，單位kg/m3；

-V為風(fēng)速，單位m/s；

-A為纜索投影面積，單位m2；

-C_l為升力系數(shù)，無量綱。

升力系數(shù)C_l與纜索的雷諾數(shù)、截面形狀和攻角有關(guān)。對(duì)于光滑圓柱形纜索，雷諾數(shù)大于4×10^6時(shí)，升力系數(shù)約為零；雷諾數(shù)小于4×10^6時(shí)，升力系數(shù)會(huì)隨雷諾數(shù)減小而減小，并在攻角為0°時(shí)達(dá)到最大值。

二、風(fēng)振分析

風(fēng)振是指纜索在外風(fēng)作用下產(chǎn)生的振動(dòng)現(xiàn)象。風(fēng)振的主要類型有：

1.渦振

渦振是纜索在低風(fēng)速下（雷諾數(shù)在10^2～10^4之間）產(chǎn)生的自激振動(dòng)，其振動(dòng)頻率與渦脫落頻率接近。渦振的振幅一般較小，但可能會(huì)導(dǎo)致纜索疲勞失效。

2.顫振

顫振是纜索在中高風(fēng)速下（雷諾數(shù)大于10^5）產(chǎn)生的自激振動(dòng)，其振動(dòng)頻率與纜索固有頻率接近。顫振的振幅一般較大，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致纜索失穩(wěn)或斷裂。

3.耦合振動(dòng)

耦合振動(dòng)是指纜索在多個(gè)風(fēng)振頻率同時(shí)作用下產(chǎn)生的振動(dòng)現(xiàn)象。耦合振動(dòng)的振幅和頻率都可能較大，對(duì)纜索的安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

風(fēng)振分析的主要方法有：

1.經(jīng)驗(yàn)法

經(jīng)驗(yàn)法基于大量工程實(shí)踐數(shù)據(jù)建立經(jīng)驗(yàn)公式，對(duì)纜索風(fēng)振特性進(jìn)行預(yù)測。常用的經(jīng)驗(yàn)公式有：

-Scruton公式：適用于渦振分析；

-Blevins公式：適用于顫振分析。

2.數(shù)值模擬法

數(shù)值模擬法利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)纜索的風(fēng)振特性進(jìn)行模擬。常用的數(shù)值模擬方法有：

-有限元法：適用于分析纜索的整體振動(dòng)特性；

-模態(tài)疊加法：適用于分析纜索的局部振動(dòng)特性。

三、抗風(fēng)措施

根據(jù)風(fēng)載計(jì)算和風(fēng)振分析結(jié)果，采用以下抗風(fēng)措施提高纜索的抗風(fēng)性能：

1.調(diào)整纜索布置

調(diào)整纜索布置可以降低風(fēng)載和風(fēng)振響應(yīng)。常用的措施包括：

-增大纜索間距，減小纜索投影面積；

-改變纜索排列方式，形成有利于風(fēng)流的布置；

-采取局部加重或減重措施，調(diào)整纜索固有頻率。

2.安裝消振器

消振器可以吸收風(fēng)振能量，降低纜索的振幅。常用的消振器類型有：

-調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（TMD）：適用于抑制單一頻率的風(fēng)振；

-粘滯阻尼器：適用于抑制寬頻帶的風(fēng)振。

3.改善纜索材質(zhì)和表面處理

通過改善纜索材質(zhì)和表面處理，可以提高纜索的耐疲勞性能和抗腐蝕性能。常用的措施包括：

-采用高強(qiáng)度材料制作纜索；

-鍍鋅或涂覆防腐涂料；

-進(jìn)行表面強(qiáng)化處理，提高纜索的耐磨性。

4.加強(qiáng)纜索監(jiān)測

通過加強(qiáng)纜索監(jiān)測，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理纜索的異常情況。常用的監(jiān)測方法有：

-振動(dòng)監(jiān)測：使用加速度傳感器監(jiān)測纜索的振動(dòng)情況；

-應(yīng)力監(jiān)測：使用應(yīng)變計(jì)監(jiān)測纜索的應(yīng)力情況；

-目視巡檢：定期對(duì)纜索進(jìn)行目視檢查，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。第五部分索道支柱抗風(fēng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)支柱抗風(fēng)強(qiáng)度驗(yàn)算

1.確定支柱受風(fēng)面積：計(jì)算支柱橫桿、索具、導(dǎo)向輪組等構(gòu)件的迎風(fēng)投影面積，并考慮動(dòng)態(tài)風(fēng)荷載放大系數(shù)的影響。

2.計(jì)算風(fēng)荷載：根據(jù)風(fēng)速數(shù)據(jù)、地形系數(shù)、建筑物效應(yīng)系數(shù)和風(fēng)荷載放大系數(shù)，計(jì)算作用在支柱上的風(fēng)荷載。

3.驗(yàn)算支柱抗彎承載力：將計(jì)算的風(fēng)荷載作用于支柱模型中，進(jìn)行抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算，確保支柱的撓度和內(nèi)力滿足設(shè)計(jì)要求。

支柱穩(wěn)定性驗(yàn)算

1.確定支柱受壓面積：計(jì)算支柱截面的有效受壓面積，考慮構(gòu)件的局部穩(wěn)定性影響。

2.計(jì)算臨界壓桿應(yīng)力：根據(jù)支柱的幾何尺寸、材料性質(zhì)和邊界條件，計(jì)算支柱的臨界壓桿應(yīng)力。

3.驗(yàn)算支柱穩(wěn)定系數(shù)：將計(jì)算的風(fēng)荷載作用于支柱模型中，計(jì)算支柱的實(shí)際壓桿應(yīng)力，并與臨界壓桿應(yīng)力進(jìn)行對(duì)比，確保支柱的穩(wěn)定性滿足設(shè)計(jì)要求。

支柱變形驗(yàn)算

1.建立支柱變形模型：根據(jù)支柱的幾何尺寸、材料性質(zhì)和邊界條件，建立支柱的有限元變形模型。

2.計(jì)算支柱變形：將計(jì)算的風(fēng)荷載作用于支柱模型中，計(jì)算支柱的變形量和應(yīng)變分布。

3.驗(yàn)算支柱變形限值：將計(jì)算的支柱變形量與設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的變形限值進(jìn)行對(duì)比，確保支柱的變形滿足安全和運(yùn)營要求。

支柱疲勞驗(yàn)算

1.確定支柱疲勞載荷：分析索道運(yùn)行工況，確定支柱承受的交變風(fēng)荷載和索力。

2.計(jì)算疲勞損傷：根據(jù)疲勞載荷和材料的疲勞特性，計(jì)算支柱的疲勞損傷累積值。

3.驗(yàn)算支柱疲勞壽命：將計(jì)算的疲勞損傷累積值與設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的疲勞壽命要求進(jìn)行對(duì)比，確保支柱的疲勞壽命滿足安全和可靠性要求。

支柱抗震設(shè)計(jì)

1.確定支柱抗震等級(jí)：根據(jù)索道的抗震設(shè)防烈度和支柱的結(jié)構(gòu)形式，確定支柱的抗震等級(jí)。

2.采用抗震措施：根據(jù)抗震等級(jí)要求，采取抗震加固、設(shè)置抗震裝置、加強(qiáng)結(jié)構(gòu)連接等措施，提高支柱的抗震能力。

3.驗(yàn)算支柱抗震性能：通過抗震分析或試驗(yàn)，驗(yàn)算支柱的抗震性能，確保支柱在預(yù)期的地震作用下保持穩(wěn)定性。

支柱全壽命周期設(shè)計(jì)

1.考慮全壽命周期荷載：考慮索道運(yùn)行期間可能遇到的各種荷載，包括風(fēng)荷載、雪荷載、冰荷載、索力、地震載荷等。

2.預(yù)留檢修和維護(hù)空間：在支柱設(shè)計(jì)中預(yù)留足夠的檢修和維護(hù)空間，方便后期對(duì)支柱進(jìn)行定期檢查和維護(hù)。

3.考慮材料劣化和老化：考慮材料在長時(shí)間服役過程中的劣化和老化，在設(shè)計(jì)中采取適當(dāng)?shù)拇胧?，確保支柱在全壽命周期內(nèi)保持安全和可靠。索道支柱抗風(fēng)設(shè)計(jì)

索道支柱是索道系統(tǒng)中重要的承重元件，其抗風(fēng)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。索道支柱抗風(fēng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：

1.荷載分析

*風(fēng)荷載：采用風(fēng)洞試驗(yàn)或計(jì)算方法確定索道支柱的局部和整體風(fēng)荷載?？紤]索道線型、支柱高度、風(fēng)速、風(fēng)向等因素。

*冰荷載：考慮索道運(yùn)行區(qū)域的冰情，確定支柱可能承受的冰荷載。

*溫度荷載：考慮溫度變化對(duì)支柱材料性能和應(yīng)力的影響。

*地震荷載：對(duì)于位于地震區(qū)的索道，應(yīng)考慮地震荷載對(duì)支柱的影響。

2.力學(xué)性能分析

*穩(wěn)定性分析：通過有限元分析或其他方法，計(jì)算支柱在不同荷載作用下的穩(wěn)定性，包括整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性。

*強(qiáng)度分析：計(jì)算支柱各截面的抗彎、抗剪和抗壓強(qiáng)度，確保支柱滿足強(qiáng)度要求。

3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

*支柱類型：根據(jù)荷載分析和力學(xué)性能分析結(jié)果，選擇合適的支柱類型，包括桁架式、鋼管式或混凝土式。

*支柱截面：根據(jù)強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求，確定支柱截面形狀和尺寸。

*支柱基礎(chǔ)：設(shè)計(jì)支柱基礎(chǔ)，以滿足抗傾覆、抗下沉和抗側(cè)移的要求。

4.抗風(fēng)措施

*支撐索：在支柱上設(shè)置支撐索，以提高支柱的整體穩(wěn)定性。

*風(fēng)阻尼器：在支柱上安裝風(fēng)阻尼器，以減少風(fēng)荷載引起的振動(dòng)。

*導(dǎo)流罩：在支柱頂部設(shè)置導(dǎo)流罩，以減少風(fēng)荷載的局部效應(yīng)。

*支柱傾角：調(diào)整支柱傾角，以降低風(fēng)荷載作用。

5.抗冰措施

*加熱裝置：在支柱上安裝加熱裝置，以融化積冰。

*防冰涂層：在支柱表面涂覆防冰涂層，以防止積冰。

*冰盾：在支柱周圍安裝冰盾，以防止冰塊墜落。

6.抗地震措施

*支柱柔性連接：在支柱與基礎(chǔ)之間設(shè)置柔性連接，以減小地震荷載的影響。

*抗剪墻：在支柱上設(shè)置抗剪墻，以提高支柱的抗剪強(qiáng)度。

*地震隔震器：在支柱底部安裝地震隔震器，以隔離地震荷載的傳遞。

7.材料選用

*鋼材：采用高強(qiáng)度鋼材，以提高支柱的強(qiáng)度和韌性。

*混凝土：采用高標(biāo)號(hào)混凝土，以提高支柱的抗壓強(qiáng)度和耐久性。

*防腐涂層：在支柱表面涂覆防腐涂層，以延長支柱的使用壽命。

8.監(jiān)測和維護(hù)

*定期監(jiān)測支柱的風(fēng)荷載、冰荷載和地震荷載響應(yīng)。

*定期檢查支柱的結(jié)構(gòu)狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理缺陷。

*定期維護(hù)支柱，包括清潔、除冰、防腐等措施。

通過遵循上述原則，可以設(shè)計(jì)出安全可靠的索道支柱，滿足其抗風(fēng)要求，確保索道系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。第六部分索道轎廂抗風(fēng)設(shè)計(jì)索道轎廂抗風(fēng)設(shè)計(jì)

索道轎廂的抗風(fēng)設(shè)計(jì)至關(guān)重要，旨在確保轎廂在強(qiáng)風(fēng)條件下的穩(wěn)定性和安全性。常見的抗風(fēng)設(shè)計(jì)措施包括：

流線型設(shè)計(jì)

*流線型設(shè)計(jì)可減少轎廂阻力系數(shù)，降低迎風(fēng)面積，從而提高空氣動(dòng)力穩(wěn)定性。

尾部整形

*轎廂尾部采用整形，形成湍流分離區(qū)，改善流場，降低氣動(dòng)阻力。

擴(kuò)散翼

*在轎廂兩側(cè)或尾部增加擴(kuò)散翼，可將迎風(fēng)氣流擴(kuò)散開來，減小迎風(fēng)荷載。

阻尼措施

*設(shè)置液壓阻尼器或擺式阻尼器，吸收風(fēng)荷載引起的振動(dòng)，提高轎廂穩(wěn)定性。

平衡配重

*為轎廂增加配重，優(yōu)化轎廂重心位置，降低風(fēng)荷載偏心的影響。

錨固系統(tǒng)

*轎廂與支承纜繩之間采用可拆卸錨固系統(tǒng)，在大風(fēng)條件下可脫離纜繩，避免轎廂被吹走。

抗風(fēng)性能計(jì)算

索道轎廂的抗風(fēng)性能計(jì)算主要基于以下標(biāo)準(zhǔn)：

*GB/T26763-2011《索道客運(yùn)索道設(shè)計(jì)規(guī)范》

*《索道轎廂抗風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（標(biāo)準(zhǔn)草案）

計(jì)算涉及以下關(guān)鍵參數(shù)：

*迎風(fēng)面積

*氣動(dòng)阻力系數(shù)

*風(fēng)速

*轎廂質(zhì)量

*阻尼系數(shù)

*纜繩剛度

通過計(jì)算，可以確定轎廂在不同風(fēng)速下的風(fēng)荷載、振動(dòng)幅度和位移量，并與允許值進(jìn)行對(duì)比，以評(píng)估轎廂的抗風(fēng)性能。

抗風(fēng)設(shè)計(jì)實(shí)例

以下是一些索道轎廂抗風(fēng)設(shè)計(jì)實(shí)例：

*奧地利阿斯泰格纜車（1964年）：使用流線型設(shè)計(jì)和尾部整形，減小空氣動(dòng)力阻力和振動(dòng)。

*瑞士布勒斯皮克纜車（1994年）：采用擴(kuò)散翼和液壓阻尼器，提高轎廂穩(wěn)定性和抗風(fēng)性能。

*中國張家界百龍?zhí)焯荩?015年）：使用平衡配重和錨固系統(tǒng)，優(yōu)化轎廂重心和在大風(fēng)條件下的安全性。

結(jié)論

通過采用合理的抗風(fēng)設(shè)計(jì)措施，索道轎廂可以有效抵御強(qiáng)風(fēng)條件下的風(fēng)荷載，確保乘客安全和設(shè)備穩(wěn)定?？癸L(fēng)性能計(jì)算是抗風(fēng)設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)，可以科學(xué)評(píng)估轎廂的抗風(fēng)能力，指導(dǎo)設(shè)計(jì)實(shí)踐。第七部分索道風(fēng)速監(jiān)測與預(yù)警關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)【索道風(fēng)速監(jiān)測】

1.建立風(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)，采用風(fēng)杯、風(fēng)向標(biāo)、氣壓計(jì)等傳感器實(shí)時(shí)采集風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)。

2.布局合理，在索道沿線及關(guān)鍵點(diǎn)位安裝監(jiān)測設(shè)備，全面掌握風(fēng)速變化情況。

3.數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，采用無線通信、光纖通訊等方式將采集到的數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)送到監(jiān)控中心。

【風(fēng)速預(yù)警】

索道風(fēng)速監(jiān)測與預(yù)警

索道風(fēng)速監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)是保障索道運(yùn)營安全的重要組成部分，其主要功能是實(shí)時(shí)監(jiān)測風(fēng)速并及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，以便采取相應(yīng)的安全措施。

一、風(fēng)速監(jiān)測

索道風(fēng)速監(jiān)測通常采用以下方法：

*風(fēng)速傳感器：安裝在索道沿線特定位置，直接測量風(fēng)速。

*攝像機(jī)風(fēng)速測量系統(tǒng)：利用攝像機(jī)捕捉樹葉或其他輕微物體的運(yùn)動(dòng)，以此推算風(fēng)速。

*風(fēng)杯風(fēng)速儀：安裝在吊廂或纜索上，利用風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)速度測量風(fēng)速。

二、預(yù)警系統(tǒng)

預(yù)警系統(tǒng)接收風(fēng)速監(jiān)測數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)設(shè)的風(fēng)速閾值發(fā)出預(yù)警信號(hào)。閾值通常根據(jù)索道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、運(yùn)行狀態(tài)和安全要求確定。

預(yù)警信號(hào)可通過以下方式發(fā)出：

*警笛：安裝在車站或沿線醒目位置，發(fā)出高音警報(bào)。

*聲光報(bào)警裝置：安裝在吊廂內(nèi)或控制室，發(fā)出聲光報(bào)警。

*短信或電子郵件通知：發(fā)送預(yù)警信息至相關(guān)人員。

三、預(yù)警級(jí)別

根據(jù)風(fēng)速閾值，預(yù)警系統(tǒng)通常分為以下級(jí)別：

*一級(jí)預(yù)警：風(fēng)速超過安全運(yùn)行下限，但仍可持續(xù)運(yùn)行。

*二級(jí)預(yù)警：風(fēng)速接近安全運(yùn)行上限，應(yīng)采取限速或其他安全措施。

*三級(jí)預(yù)警：風(fēng)速超過安全運(yùn)行上限，必須立即停運(yùn)。

四、應(yīng)急措施

收到預(yù)警信號(hào)后，應(yīng)立即采取相應(yīng)的應(yīng)急措施：

*一級(jí)預(yù)警：減慢索道運(yùn)行速度，加強(qiáng)巡查。

*二級(jí)預(yù)警：限制吊廂運(yùn)行密度或重量，密切監(jiān)測風(fēng)速變化。

*三級(jí)預(yù)警：立即停運(yùn)索道，疏散乘客。

五、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

風(fēng)速監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下因素：

*測量精度：確保監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

*采樣頻率：根據(jù)風(fēng)速變化情況確定合適的采樣間隔。

*預(yù)警閾值：根據(jù)索道安全要求科學(xué)設(shè)定。

*預(yù)警方式：采用多種預(yù)警方式確保冗余性和有效性。

*供電可靠性：保證系統(tǒng)在斷電時(shí)也能正常工作。

*通信可靠性：確保預(yù)警信息能及時(shí)準(zhǔn)確地傳遞。

六、定期維護(hù)和檢定

風(fēng)速監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)需定期進(jìn)行維護(hù)和檢定，以確保其正常運(yùn)行和準(zhǔn)確性。維護(hù)內(nèi)容包括：

*清潔傳感器，檢查線路連接。

*校準(zhǔn)風(fēng)速傳感器，確保測量精度。

*測試預(yù)警系統(tǒng)，驗(yàn)證其功能性。

通過建立完善的風(fēng)速監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)掌握風(fēng)速變化情況，及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，為索道安全運(yùn)行提供有力保障。第八部分索道風(fēng)載規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)索道風(fēng)載規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)

前言

索道工程抗風(fēng)設(shè)計(jì)是確保索道安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，而風(fēng)載規(guī)范是抗風(fēng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。隨著索道技術(shù)的發(fā)展，對(duì)風(fēng)載規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)提出了更高的要求。本文將系統(tǒng)闡述索道風(fēng)載規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，為索道抗風(fēng)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

一、索道風(fēng)載規(guī)范

索道風(fēng)載規(guī)范是規(guī)定索道工程風(fēng)荷載計(jì)算方法、設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求等內(nèi)容的技術(shù)文件。其主要內(nèi)容包括：

1.風(fēng)荷載計(jì)算方法

索道風(fēng)荷載計(jì)算方法主要包括：

（1）規(guī)范推薦法：采用經(jīng)驗(yàn)公式或圖表直接計(jì)算風(fēng)荷載。

（2）數(shù)值模擬法：利用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）等方法模擬索道受風(fēng)作用過程，計(jì)算風(fēng)荷載。

2.設(shè)計(jì)參數(shù)

索道風(fēng)載規(guī)范中規(guī)定的設(shè)計(jì)參數(shù)包括：

（1）基本風(fēng)速：某一地區(qū)的多年回歸期風(fēng)速。

（2）地形系數(shù)：考慮地形對(duì)風(fēng)速的影響。

（3）高度修正系數(shù)：考慮風(fēng)速隨高度的變化。

（4）氣動(dòng)形狀系數(shù)：考慮索道構(gòu)件的形狀對(duì)風(fēng)荷載的影響。

3.設(shè)計(jì)要求

索道風(fēng)載規(guī)范中規(guī)定的設(shè)計(jì)要求包括：

（1）荷載工況：明確規(guī)定索道受風(fēng)作用的各種工況。

（2）極限狀態(tài)設(shè)計(jì)：規(guī)定索道構(gòu)件在不同荷載工況下的承載能力極限。

二、索道風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)

索道風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)是基于索道風(fēng)載規(guī)范編制的，對(duì)索道工程風(fēng)荷載計(jì)算的具體方法和要求進(jìn)行詳細(xì)規(guī)定。其主要內(nèi)容包括：

1.風(fēng)荷載計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)

索道風(fēng)荷載計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了風(fēng)荷載計(jì)算的具體步驟和方法，包括：

（1）風(fēng)荷載計(jì)算公式：針對(duì)不同構(gòu)件形狀和作用工況，定義了相應(yīng)的風(fēng)荷載計(jì)算公式。

（2）計(jì)算參數(shù)取值：給出了風(fēng)荷載計(jì)算中所用參數(shù)的推薦值。

（3）計(jì)算實(shí)例：提供了典型索道構(gòu)件的風(fēng)荷載計(jì)算實(shí)例。

2.抗風(fēng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

索道抗風(fēng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了索道構(gòu)件的抗風(fēng)設(shè)計(jì)要求，包括：

（1）承載力要求：規(guī)定了索道構(gòu)件在不同荷載工況下的承載力極限。

（2）變形要求：規(guī)定了索道構(gòu)件在不同荷載工況下的最大變形限值。

（3）穩(wěn)定性要求：規(guī)定了索道構(gòu)件的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)要求。

三、國外索道風(fēng)載規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)

1.ISO4309:1995索道系統(tǒng)：風(fēng)荷載計(jì)算

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）發(fā)布的ISO4309:1995標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了索道風(fēng)荷載的計(jì)算方法和設(shè)計(jì)參數(shù)。該標(biāo)準(zhǔn)適用于各種類型的索道，包括載客索道、貨運(yùn)索道和觀光索道。

2.EN12927-2:2017索道：安全要求和測試方法：風(fēng)載

歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（CEN）發(fā)布的EN12927-2:2017標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了索道抗風(fēng)設(shè)計(jì)的安全要求和測試方法。該標(biāo)準(zhǔn)適用于所有類型的索道，包括載客索道、貨運(yùn)索道和觀光索道。

四、索道風(fēng)載規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢

索道風(fēng)