一種大型絞坡道物流運輸系統及運輸方法

2023-05-10 16:58:16 1

專利名稱：一種大型絞坡道物流運輸系統及運輸方法
技術領域：
本發明涉及工業、土建、交通運輸等領域，具體地講，涉及一種山地深谷、環境惡劣地區或環境保護地區的大型絞坡道的物流運輸系統及運輸方法。
背景技術：
一般情況下，在山地深谷，環境惡劣的地區，或有環境自然保護要求的地區，要實現谷底或半坡至山頂之間的物流，一般情況是通過展線修築道路，運用常規的汽車組織運輸物流，若自然地理環境更惡劣，甚至還需要展線修路加挖掘修築隧道的方式才滿足，但這種傳統的物流技術一般具有施工時間長、施工成本高、徵地拆遷大、對自然地形地貌的破壞大、不利於節能減排和自然環境保護，且由於展線或隧道等處於的地理環境不良，傳統的汽車長期在盤桓的展線公路上運行，安全上也得不到保證。

發明內容
本發明克服了現在技術中的缺點，提供了一種大型絞坡道物流運輸系統及運輸方法，採用斜向直線運輸物流方式，建造絞坡道，不僅可有效解決施工物流需求，且具有施工工期短、徵地拆遷範圍小、對自然地形地貌破壞小、強化節能減排和自然環境保護，適應角度廣等特點，在安全上也能得到充分保證。為了解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案如下一種大型絞坡道物流運輸系統，包括在坡頂和坡底設置的鋼筋砼承臺基礎，在坡頂鋼筋砼承臺基礎和坡底鋼筋砼承臺基礎之間設置有絞坡道動力制動閉合系統和絞坡道曳引制動器安全保證系統；在斜向坡面上設置有軌道基礎，在軌道基礎上設置載重臺車；在軌道基礎的上、下兩端均設置有載重臺車自動限位器；在坡頂和坡底分別設置有絞坡道上碼頭和絞坡道下碼頭，在絞坡道上碼頭和絞坡道下碼頭上均設置有載重臺車手動觸碰按鈕；在坡頂設置有控制中心，所述絞坡道動力制動閉合系統、絞坡道曳引制動器安全保證系統、載重臺車自動限位器和載重臺車手動觸碰按鈕分別通過通訊電纜與控制中心連接。所述絞坡道動力制動閉合系統包括通過鋼絲繩依次連接的卷揚機、轉向定滑輪、 載重臺車前端中間位置的動滑輪組、轉向定滑輪和卷揚機錨墩。所述絞坡道曳引制動器安全保證系統包括通過鋼絲繩依次連接的曳引制動器錨固墩、轉向定滑輪、載重臺車前端外側的動滑輪組、轉向定滑輪、曳引制動器、轉向定滑輪、 坡底轉向滑輪、載重臺車後端的動滑輪組和坡底錨墩。所述載重臺車的底部設置有四對軌道走行滑輪組，每對軌道走行滑輪組均由兩個輪子組成；在前端設置有絞坡道動力制動閉合系統臺車動滑輪組和載重臺車曳引制動器前動滑輪組，在後端設置有載重臺車曳引制動器後動滑輪組。本發明還提供了一種大型絞坡道物流運輸方法，包括如下步驟
第一步、修建絞坡道基礎系統在坡頂和坡底分別修建大型重力式鋼筋砼承臺基礎、絞坡道上碼頭和絞坡道下碼頭，在斜向坡面上修築供載重臺車上下運行的軌道基礎；第二步、構建絞坡道動力制動閉合系統和絞坡道曳引制動器安全保證系統曳引制動器安全保證系統各構件的型號與動力制動閉合系統的型號相同，選用破斷拉力是額定載荷 5倍以上的6x36WS+IWR的鋼絲繩；卷揚機為冗餘設計，動態承載能力超過標準載荷的50%， 實際靜態承載力超過標準載荷的60% ；曳引制動器包括設置在電動機旁邊的液壓鼓式制動器，其制動力矩為按額定載荷計算的靜力矩的1.5倍以上；曳引制動器還包括設置在滾筒旁邊的液壓盤式制動器，其制動力矩是額定載荷的1. 2倍；
第三步、載重臺車的上、下行控制在絞坡道動力制動閉合系統啟動過程中，通過在坡頂最右側的轉向定滑輪上設置的速度感應器實時檢測載重臺車向下的滑動速度，並將速度信號傳送給控制中心，控制中心對速度信號進行判斷，當速度信號超過額定速度時，控制中心立即啟動曳引制動器安全保證系統，將載重臺車制動住；當載重臺車運行到接近絞坡道上碼頭或下碼頭時，載重臺車自動限位器感應到載重臺車的組輪，同時將感應信號傳送給控制中心，控制中心立即使卷揚機的變頻控制器降低工作頻率，把速度逐漸降下來，同時滾筒旁邊的液壓盤式制動器進行制動；當控制系統檢測到多功能限位器啟動後，卷揚機的電動機自動斷電，液壓鼓式制動器同時剎緊，進入緩慢制動程序，載重臺車在固定位置停止。與現有技術相比，本發明的有益效果是通過採用斜向直線運輸路線，避免了通過展線修築道路或隧道造成的建造成本大幅增加，以及避免大面積徵地和大面積破壞原始地形地貌，縮短建造工期和施工成本；修建和組裝時間短，能節約工期；且運行更加安全可靠；坡度理論上適應範圍可達到0 90度，載重量可達到65t，在常規情況下已能全面滿足物流運輸需求，適應面廣，具有廣泛的推廣價值。


本發明將通過例子並參照附圖的方式說明，其中 圖1是本發明的系統構造原理圖2是載重臺車的側視圖； 圖3是載重臺車的後視圖； 圖4是載重臺車的仰視圖； 圖5是載重臺車的俯視圖。
具體實施例方式一種大型絞坡道物流運輸系統，如圖1所示，包括坡底轉向滑輪1、坡底錨墩2、託繩輪3、鋼絲繩4、速度感應器5、轉向定滑輪6、控制中心7、曳引制動器8、曳引制動器錨固墩9、卷揚機錨墩10、載重臺車11、卷揚機12、絞坡道上碼頭13、絞坡道下碼頭14、絞坡道軌道基礎15、載重臺車自動限位器16、載重臺車手動觸碰按鈕17和鋼筋砼承臺基礎18等，其中
在坡頂設置大型重力式鋼筋砼承臺基礎18，在鋼筋砼承臺基礎18的砼澆築中預埋預埋件，卷揚機12、卷揚機錨墩10、曳引制動器8和曳引制動器錨固墩9通過預埋件設置在鋼筋砼承臺基礎18上；在坡底設置有鋼筋砼承臺基礎18，在鋼筋砼承臺基礎的砼澆築中預埋預埋件，坡底轉向滑輪1和坡底錨墩2通過預埋件設置在鋼筋砼承臺基礎18上；在斜坡面與坡頂鋼筋砼承臺基礎18的平臺面交叉位置設置轉向定滑輪6 ；在坡頂和坡底分別設置有用於上下載重臺車11的絞坡道上碼頭13和絞坡道下碼頭14 ；在斜向坡面上修築供載重臺車上下運行的軌道基礎15，在軌道基礎15上設置載重臺車11。為避免載重臺車11運行超出軌道兩端造成安全事故，在軌道基礎15的上、下兩端均設置有載重臺車自動限位器16，載重臺車自動限位器16通過通訊電纜與設置在坡頂的控制中心7連接；在絞坡道上碼頭13和絞坡道下碼頭14上均設置有載重臺車手動觸碰按鈕17，載重臺車手動觸碰按鈕17通過通訊電纜與控制中心7連接。通過鋼絲繩4依次將卷揚機12、轉向定滑輪6、載重臺車11前端中間位置的動滑輪組(即絞坡道動力制動閉合系統臺車動滑輪組22)、轉向定滑輪6和卷揚機錨墩10連接， 構成絞坡道動力制動閉合系統，起到在正常情況下牽引和制動載重臺車11往復於上下碼頭之間運行的作用。通過鋼絲繩4依次將曳引制動器錨固墩9、轉向定滑輪6、載重臺車11前端外側的動滑輪組(即載重臺車曳引制動器前動滑輪組23)、轉向定滑輪6、曳引制動器8、轉向定滑輪6、坡底轉向滑輪1、載重臺車後端的動滑輪組(即載重臺車曳引制動器後動滑輪組21)和坡底錨墩2連接，構成絞坡道曳引制動器安全保證系統(類似於登山運動員的循環保護繩裝置)。在坡頂最右側的轉向定滑輪6上設置有速度感應器5，速度感應器5通過通訊電纜與控制中心7連接。控制中心7可以設置在視野條件好的獨立司機室，也可以和電控機房設置在一起。控制中心7通過按鈕進行卷揚機的啟動和正反轉，通過飛航式扳手對卷揚機的牽引速度進行無級調控；控制中心7還對曳引制動器8進行數控自動控制，曳引制動器結構簡單， 由控制系統自動操縱，無需人工幹預。在軌道基礎15之間設置避免鋼絲繩4在運行中接觸到地面的拖繩輪3，間隔IOm/ 個。載重臺車11的結構如圖2至圖5所示，包括軌道走行滑輪組19、載重臺車框架20、 載重臺車曳引制動器後動滑輪組21、絞坡道動力制動閉合系統臺車動滑輪組22、載重臺車曳引制動器前動滑輪組23，載重臺車承載鋼平臺M等，其採用箱型空間立體結構，通過底部設置的四對軌道走行滑輪組19與軌道基礎15接觸，每對軌道走行滑輪組19均由兩個輪子組成，輪組在輪軸向上有2度的轉動空間，可以小範圍進行調整，以自動適應軌道平面不平的情況，下側輪組適當下調，車後側斜向下，使整個平車在運行過程中重心適中，更趨於穩定。通過在載重臺車11前端設置絞坡道動力制動閉合系統臺車動滑輪組22和載重臺車曳引制動器前動滑輪組23，在後端設置載重臺車曳引制動器後動滑輪組21，其從載重上對曳引制動器8和卷揚機12的要求均降低了一半，整個運動過程更趨平穩，儘管提升速度減半，但卷揚機拉力減半，載重臺車11和卷揚機12之間通過兩門滑輪(即絞坡道動力制動閉合系統臺車動滑輪組22)連接，使得拉力的分布不集中，有利於保持平臺車的穩定性。在卷揚機上增加一套排繩器，在卷揚機前方20米處增加一個鋼絲繩託繩輪3，這樣一方面鋼絲繩的有序排列，不產生相互摩擦，從而延長了鋼絲繩的使用壽命，另一方面， 託繩輪的使用，使得牽引力始終在軌道的中間平面內，不會讓載重臺車產生側向的分力。在卷揚機的引出軸一側，設置有多功能限位器，提供上限位和下限位，當控制系統檢測到限位開關啟動，開始進入緩慢制動程序。在曳引制動器的轉軸上，安裝有超速開關，當檢測到超速狀態、超速開關輸出信號後，控制系統開始緩慢制動曳引制動器。在曳引制動器上還設置有多功能限位器，在超過設定的位置時，限位器實現緊急制動，作為對控制系統工作異常的最終挽救手段。一種大型絞坡道物流運輸方法，包括如下步驟 第一步、修建絞坡道基礎系統
在坡頂和坡底分別修建大型重力式鋼筋砼承臺基礎、絞坡道上碼頭和絞坡道下碼頭； 在斜向坡面上修築供載重臺車上下運行的軌道基礎。在對於地基基礎比較好，石料較多的地方採用1. 5X1. 5m混凝土墩(高度根據地形標高調整)和漿砌片石基礎混合搭配方式，每隔5m設置一個1.5X1. 5m混凝土墩，碼頭採用鋼筋混凝土擋牆，卷揚機、上錨墩、曳引制動器基礎設置在一個鋼筋混凝土基礎上，基礎採用重力式設計，上定滑輪採用鋼筋混凝土形式，下曳引制動器系統採用鋼筋混凝土基礎形式，錨固方式採用預埋鋼板和預埋直徑為20mm的錨杆錨固。對於地基基礎承載力較好，但石料缺乏，或施工條件艱苦，根據成本核算採用混凝土基礎更經濟的地方則採用1.5m寬的C20混凝土條形基礎。基礎採用板式結構，先將基礎用25t壓路機分層碾壓密實，再將基礎坡道挖掘成an的臺階，澆築50cm的鋼筋混凝土基礎，再在基礎上設置1. 5m條形混凝土基礎。第二步、構建絞坡道動力制動閉合系統和絞坡道曳引制動器安全保證系統
曳引制動器安全保證系統各構件的型號與動力制動閉合系統的型號相同。鋼絲繩的選擇需慎重，選用6x36WS+IWR的鋼絲繩(瓦林吞-西魯鋼絲繩)，其破斷拉力需是額定載荷的 5倍以上，而且耐磨性能和使用壽命都比6x37的一般鋼絲繩要好很多。卷揚機為冗餘設計，動態承載能力超過標準載荷的50%，實際靜態承載力超過標準載荷的60% ；曳引制動器包括設置在電動機旁邊的液壓鼓式制動器，其制動力矩為按額定載荷計算的靜力矩的1. 5倍以上，確保在液壓盤式制動器失效的情況下，仍能提供額定的制動力。曳引制動器還包括設置在滾筒旁邊的液壓盤式制動器，其制動力矩是額定載荷的 1. 2倍，以保證在獨立工作時，也能完全滿足制動性能要求。液壓盤式制動器既能起安全保護作用，還能防止液壓鼓式制動器的單點失效。所有制動器都是失效安全制動器，即在掉電或者故障時處於制動狀態。卷揚機的制動系統由一套獨立的控制系統控制，並且有備份電源，即使外界電源發生故障時，也能保證緩慢的制動停車。控制中心設置監控設備，對電動機的工作狀態進行監視，防止電動機過載情況的發生，當出現超載時自動報警。第三步、載重臺車的上、下行控制
裝上待運貨物的運輸車通過接引主幹道的道路，經絞坡道上碼頭開上載重臺車上，絞坡道動力制動閉合系統啟動，通過載重臺車將運輸車沿著軌道運輸到絞坡道下碼頭，動力制動閉合系統停止，運輸車開出載重臺車；將貨物運輸到指定位置下貨後，裝上需運輸的物資貨物，運輸車通過絞坡道下碼頭開上載重臺車上，絞坡道動力制動閉合系統啟動，通過載重臺車將運輸車沿著軌道運輸到絞坡道上碼頭，動力制動閉合系統停止，運輸車開出載重臺車，完成一個物流運輸的循環。在絞坡道動力制動閉合系統啟動過程中，速度傳感器實時檢測載重臺車向下的滑動速度，並將速度信號傳送給控制中心，控制中心對速度信號進行判斷，當速度信號超過額定速度時，控制中心立即啟動曳引制動器安全保證系統，將載重臺車制動住。當曳引制動器安全保證系統啟動的通信、動力制動閉合系統停止的通信和載重臺車自動限位器形成的1+2臺車軌道自動限位停器系統均出故障時，還可通過操作載重臺車手動觸碰按鈕來實現動力制動閉合系統自動斷電制動，避免載重臺車運行超過上下端軌道外造成安全問題。當載重臺車運行到接近絞坡道上碼頭或下碼頭時，載重臺車自動限位器感應到載重臺車的組輪，同時將感應信號傳送給控制中心，控制中心立即使卷揚機的變頻控制器降低工作頻率，把速度逐漸降下來，同時滾筒旁邊的液壓盤式制動器進行制動；當控制系統檢測到多功能限位器啟動後(即上限位開關或下限位開關啟動)，卷揚機的電動機自動斷電， 液壓鼓式制動器同時剎緊，開始進入緩慢制動程序，載重臺車在固定位置停止。
權利要求
1.一種大型絞坡道物流運輸系統，其特徵在於包括在坡頂和坡底設置的鋼筋砼承臺基礎，在坡頂鋼筋砼承臺基礎和坡底鋼筋砼承臺基礎之間設置有絞坡道動力制動閉合系統和絞坡道曳引制動器安全保證系統；在斜向坡面上設置有軌道基礎，在軌道基礎上設置載重臺車；在軌道基礎的上、下兩端均設置有載重臺車自動限位器；在坡頂和坡底分別設置有絞坡道上碼頭和絞坡道下碼頭，在絞坡道上碼頭和絞坡道下碼頭上均設置有載重臺車手動觸碰按鈕；在坡頂設置有控制中心，所述絞坡道動力制動閉合系統、絞坡道曳引制動器安全保證系統、載重臺車自動限位器和載重臺車手動觸碰按鈕分別通過通訊電纜與控制中心連接。
2.根據權利要求1所述的大型絞坡道物流運輸系統，其特徵在於所述絞坡道動力制動閉合系統包括通過鋼絲繩依次連接的卷揚機、轉向定滑輪、載重臺車前端中間位置的動滑輪組、轉向定滑輪和卷揚機錨墩。
3 根據權利要求1所述的大型絞坡道物流運輸系統，其特徵在於所述絞坡道曳引制動器安全保證系統包括通過鋼絲繩依次連接的曳引制動器錨固墩、轉向定滑輪、載重臺車前端外側的動滑輪組、轉向定滑輪、曳引制動器、轉向定滑輪、坡底轉向滑輪、載重臺車後端的動滑輪組和坡底錨墩。
4.根據權利要求1所述的大型絞坡道物流運輸系統，其特徵在於所述載重臺車的底部設置有四對軌道走行滑輪組，每對軌道走行滑輪組均由兩個輪子組成；在前端設置有絞坡道動力制動閉合系統臺車動滑輪組和載重臺車曳引制動器前動滑輪組，在後端設置有載重臺車曳引制動器後動滑輪組。
5.一種利用權利要求1所述的大型絞坡道物流運輸系統的運輸方法，其特徵在於包括如下步驟第一步、修建絞坡道基礎系統在坡頂和坡底分別修建大型重力式鋼筋砼承臺基礎、絞坡道上碼頭和絞坡道下碼頭，在斜向坡面上修築供載重臺車上下運行的軌道基礎；第二步、構建絞坡道動力制動閉合系統和絞坡道曳引制動器安全保證系統曳引制動器安全保證系統各構件的型號與動力制動閉合系統的型號相同，選用破斷拉力是額定載荷 5倍以上的6x36WS+IWR的鋼絲繩；卷揚機為冗餘設計，動態承載能力超過標準載荷的50%， 實際靜態承載力超過標準載荷的60% ；曳引制動器包括設置在電動機旁邊的液壓鼓式制動器，其制動力矩為按額定載荷計算的靜力矩的1.5倍以上；曳引制動器還包括設置在滾筒旁邊的液壓盤式制動器，其制動力矩是額定載荷的1. 2倍；第三步、載重臺車的上、下行控制在絞坡道動力制動閉合系統啟動過程中，通過在坡頂最右側的轉向定滑輪上設置的速度感應器實時檢測載重臺車向下的滑動速度，並將速度信號傳送給控制中心，控制中心對速度信號進行判斷，當速度信號超過額定速度時，控制中心立即啟動曳引制動器安全保證系統，將載重臺車制動住；當載重臺車運行到接近絞坡道上碼頭或下碼頭時，載重臺車自動限位器感應到載重臺車的組輪，同時將感應信號傳送給控制中心，控制中心立即使卷揚機的變頻控制器降低工作頻率，把速度逐漸降下來，同時滾筒旁邊的液壓盤式制動器進行制動；當控制系統檢測到多功能限位器啟動後，卷揚機的電動機自動斷電，液壓鼓式制動器同時剎緊，進入緩慢制動程序，載重臺車在固定位置停止。
6.根據權利要求5所述的大型絞坡道物流運輸方法，其特徵在於在第一步所述修建絞坡道基礎系統時，對於地基基礎好、石料多的地方採用1. 5X1. 5m混凝土墩和漿砌片石基礎混合搭配方式，每隔5m設置一個1.5X1. 5m混凝土墩，碼頭採用鋼筋混凝土擋牆，卷揚機、上錨墩、曳引制動器基礎設置在一個鋼筋混凝土基礎上，基礎採用重力式設計，上定滑輪採用鋼筋混凝土形式，下曳引制動器系統採用鋼筋混凝土基礎形式，錨固方式採用預埋鋼板和預埋直徑為20mm的錨杆錨固；對於地基基礎承載力較好、石料缺乏，或受施工條件限制、根據成本核算採用混凝土基礎更經濟的地方則採用1. 5m寬的C20混凝土條形基礎， 採用板式結構先將基礎用25t壓路機分層碾壓密實，再將基礎坡道挖掘成2m的臺階，澆築 50cm的鋼筋混凝土基礎，再在基礎上設置1. 5m條形混凝土基礎。
7.根據權利要求5所述的大型絞坡道物流運輸方法，其特徵在於在第三步所述載重臺車的上、下行控制過程中，當曳引制動器安全保證系統的啟動通信、動力制動閉合系統的停止通信和載重臺車軌道自動限位停器系統均出故障時，通過操作載重臺車手動觸碰按鈕來實現動力制動閉合系統自動斷電制動。
全文摘要
本發明公開了一種大型絞坡道物流運輸系統及運輸方法，通過採用斜向直線運輸路線，避免了通過展線修築道路或隧道造成的建造成本大幅增加，以及避免大面積徵地和大面積破壞原始地形地貌，縮短建造工期和施工成本；修建和組裝時間短，能節約工期；且運行更加安全可靠；坡度理論上適應範圍可達到0～90度，載重量可達到65t，在常規情況下已能全面滿足物流運輸需求，適應面廣，具有廣泛的推廣價值。
文檔編號B66C25/00GK102502437SQ201110451020
公開日2012年6月20日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者何壽海, 匡明, 張陽, 彭溢, 朱家穩, 李忠玉, 楊泉勇, 王心懿, 王瑞, 甘廷華, 瞿智超, 胡光全, 趙彬舟, 鄧道彬, 鄭俊華 申請人:中鐵二局第一工程有限公司, 中鐵二局股份有限公司