专利名称：一种大型绞坡道物流运输系统及运输方法
技术领域：
本发明涉及工业、土建、交通运输等领域，具体地讲，涉及一种山地深谷、环境恶劣地区或环境保护地区的大型绞坡道的物流运输系统及运输方法。
背景技术：
一般情况下，在山地深谷，环境恶劣的地区，或有环境自然保护要求的地区，要实现谷底或半坡至山顶之间的物流，一般情况是通过展线修筑道路，运用常规的汽车组织运输物流，若自然地理环境更恶劣，甚至还需要展线修路加挖掘修筑隧道的方式才满足，但这种传统的物流技术一般具有施工时间长、施工成本高、征地拆迁大、对自然地形地貌的破坏大、不利于节能减排和自然环境保护，且由于展线或隧道等处于的地理环境不良，传统的汽车长期在盘桓的展线公路上运行，安全上也得不到保证。
发明内容
本发明克服了现在技术中的缺点，提供了一种大型绞坡道物流运输系统及运输方法，采用斜向直线运输物流方式，建造绞坡道，不仅可有效解决施工物流需求，且具有施工工期短、征地拆迁范围小、对自然地形地貌破坏小、强化节能减排和自然环境保护，适应角度广等特点，在安全上也能得到充分保证。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下一种大型绞坡道物流运输系统，包括在坡顶和坡底设置的钢筋砼承台基础，在坡顶钢筋砼承台基础和坡底钢筋砼承台基础之间设置有绞坡道动力制动闭合系统和绞坡道曳引制动器安全保证系统；在斜向坡面上设置有轨道基础，在轨道基础上设置载重台车；在轨道基础的上、下两端均设置有载重台车自动限位器；在坡顶和坡底分别设置有绞坡道上码头和绞坡道下码头，在绞坡道上码头和绞坡道下码头上均设置有载重台车手动触碰按钮；在坡顶设置有控制中心，所述绞坡道动力制动闭合系统、绞坡道曳引制动器安全保证系统、载重台车自动限位器和载重台车手动触碰按钮分别通过通讯电缆与控制中心连接。所述绞坡道动力制动闭合系统包括通过钢丝绳依次连接的卷扬机、转向定滑轮、 载重台车前端中间位置的动滑轮组、转向定滑轮和卷扬机锚墩。所述绞坡道曳引制动器安全保证系统包括通过钢丝绳依次连接的曳引制动器锚固墩、转向定滑轮、载重台车前端外侧的动滑轮组、转向定滑轮、曳引制动器、转向定滑轮、 坡底转向滑轮、载重台车后端的动滑轮组和坡底锚墩。所述载重台车的底部设置有四对轨道走行滑轮组，每对轨道走行滑轮组均由两个轮子组成；在前端设置有绞坡道动力制动闭合系统台车动滑轮组和载重台车曳引制动器前动滑轮组，在后端设置有载重台车曳引制动器后动滑轮组。本发明还提供了一种大型绞坡道物流运输方法，包括如下步骤
第一步、修建绞坡道基础系统在坡顶和坡底分别修建大型重力式钢筋砼承台基础、绞坡道上码头和绞坡道下码头，在斜向坡面上修筑供载重台车上下运行的轨道基础；第二步、构建绞坡道动力制动闭合系统和绞坡道曳引制动器安全保证系统曳引制动器安全保证系统各构件的型号与动力制动闭合系统的型号相同，选用破断拉力是额定载荷 5倍以上的6x36WS+IWR的钢丝绳；卷扬机为冗余设计，动态承载能力超过标准载荷的50%， 实际静态承载力超过标准载荷的60% ；曳引制动器包括设置在电动机旁边的液压鼓式制动器，其制动力矩为按额定载荷计算的静力矩的1.5倍以上；曳引制动器还包括设置在滚筒旁边的液压盘式制动器，其制动力矩是额定载荷的1. 2倍；
第三步、载重台车的上、下行控制在绞坡道动力制动闭合系统启动过程中，通过在坡顶最右侧的转向定滑轮上设置的速度感应器实时检测载重台车向下的滑动速度，并将速度信号传送给控制中心，控制中心对速度信号进行判断，当速度信号超过额定速度时，控制中心立即启动曳引制动器安全保证系统，将载重台车制动住；当载重台车运行到接近绞坡道上码头或下码头时，载重台车自动限位器感应到载重台车的组轮，同时将感应信号传送给控制中心，控制中心立即使卷扬机的变频控制器降低工作频率，把速度逐渐降下来，同时滚筒旁边的液压盘式制动器进行制动；当控制系统检测到多功能限位器启动后，卷扬机的电动机自动断电，液压鼓式制动器同时刹紧，进入缓慢制动程序，载重台车在固定位置停止。与现有技术相比，本发明的有益效果是通过采用斜向直线运输路线，避免了通过展线修筑道路或隧道造成的建造成本大幅增加，以及避免大面积征地和大面积破坏原始地形地貌，缩短建造工期和施工成本；修建和组装时间短，能节约工期；且运行更加安全可靠；坡度理论上适应范围可达到0 90度，载重量可达到65t，在常规情况下已能全面满足物流运输需求，适应面广，具有广泛的推广价值。
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中 图1是本发明的系统构造原理图2是载重台车的侧视图； 图3是载重台车的后视图； 图4是载重台车的仰视图； 图5是载重台车的俯视图。
具体实施例方式一种大型绞坡道物流运输系统，如图1所示，包括坡底转向滑轮1、坡底锚墩2、托绳轮3、钢丝绳4、速度感应器5、转向定滑轮6、控制中心7、曳引制动器8、曳引制动器锚固墩9、卷扬机锚墩10、载重台车11、卷扬机12、绞坡道上码头13、绞坡道下码头14、绞坡道轨道基础15、载重台车自动限位器16、载重台车手动触碰按钮17和钢筋砼承台基础18等，其中
在坡顶设置大型重力式钢筋砼承台基础18，在钢筋砼承台基础18的砼浇筑中预埋预埋件，卷扬机12、卷扬机锚墩10、曳引制动器8和曳引制动器锚固墩9通过预埋件设置在钢筋砼承台基础18上；在坡底设置有钢筋砼承台基础18，在钢筋砼承台基础的砼浇筑中预埋预埋件，坡底转向滑轮1和坡底锚墩2通过预埋件设置在钢筋砼承台基础18上；在斜坡面与坡顶钢筋砼承台基础18的平台面交叉位置设置转向定滑轮6 ；在坡顶和坡底分别设置有用于上下载重台车11的绞坡道上码头13和绞坡道下码头14 ；在斜向坡面上修筑供载重台车上下运行的轨道基础15，在轨道基础15上设置载重台车11。为避免载重台车11运行超出轨道两端造成安全事故，在轨道基础15的上、下两端均设置有载重台车自动限位器16，载重台车自动限位器16通过通讯电缆与设置在坡顶的控制中心7连接；在绞坡道上码头13和绞坡道下码头14上均设置有载重台车手动触碰按钮17，载重台车手动触碰按钮17通过通讯电缆与控制中心7连接。通过钢丝绳4依次将卷扬机12、转向定滑轮6、载重台车11前端中间位置的动滑轮组(即绞坡道动力制动闭合系统台车动滑轮组22)、转向定滑轮6和卷扬机锚墩10连接， 构成绞坡道动力制动闭合系统，起到在正常情况下牵引和制动载重台车11往复于上下码头之间运行的作用。通过钢丝绳4依次将曳引制动器锚固墩9、转向定滑轮6、载重台车11前端外侧的动滑轮组(即载重台车曳引制动器前动滑轮组23)、转向定滑轮6、曳引制动器8、转向定滑轮6、坡底转向滑轮1、载重台车后端的动滑轮组(即载重台车曳引制动器后动滑轮组21)和坡底锚墩2连接，构成绞坡道曳引制动器安全保证系统(类似于登山运动员的循环保护绳装置)。在坡顶最右侧的转向定滑轮6上设置有速度感应器5，速度感应器5通过通讯电缆与控制中心7连接。控制中心7可以设置在视野条件好的独立司机室，也可以和电控机房设置在一起。控制中心7通过按钮进行卷扬机的启动和正反转，通过飞航式扳手对卷扬机的牵引速度进行无级调控；控制中心7还对曳引制动器8进行数控自动控制，曳引制动器结构简单， 由控制系统自动操纵，无需人工干预。在轨道基础15之间设置避免钢丝绳4在运行中接触到地面的拖绳轮3，间隔IOm/ 个。载重台车11的结构如图2至图5所示，包括轨道走行滑轮组19、载重台车框架20、 载重台车曳引制动器后动滑轮组21、绞坡道动力制动闭合系统台车动滑轮组22、载重台车曳引制动器前动滑轮组23，载重台车承载钢平台M等，其采用箱型空间立体结构，通过底部设置的四对轨道走行滑轮组19与轨道基础15接触，每对轨道走行滑轮组19均由两个轮子组成，轮组在轮轴向上有2度的转动空间，可以小范围进行调整，以自动适应轨道平面不平的情况，下侧轮组适当下调，车后侧斜向下，使整个平车在运行过程中重心适中，更趋于稳定。通过在载重台车11前端设置绞坡道动力制动闭合系统台车动滑轮组22和载重台车曳引制动器前动滑轮组23，在后端设置载重台车曳引制动器后动滑轮组21，其从载重上对曳引制动器8和卷扬机12的要求均降低了一半，整个运动过程更趋平稳，尽管提升速度减半，但卷扬机拉力减半，载重台车11和卷扬机12之间通过两门滑轮(即绞坡道动力制动闭合系统台车动滑轮组22)连接，使得拉力的分布不集中，有利于保持平台车的稳定性。在卷扬机上增加一套排绳器，在卷扬机前方20米处增加一个钢丝绳托绳轮3，这样一方面钢丝绳的有序排列，不产生相互摩擦，从而延长了钢丝绳的使用寿命，另一方面， 托绳轮的使用，使得牵引力始终在轨道的中间平面内，不会让载重台车产生侧向的分力。在卷扬机的引出轴一侧，设置有多功能限位器，提供上限位和下限位，当控制系统检测到限位开关启动，开始进入缓慢制动程序。在曳引制动器的转轴上，安装有超速开关，当检测到超速状态、超速开关输出信号后，控制系统开始缓慢制动曳引制动器。在曳引制动器上还设置有多功能限位器，在超过设定的位置时，限位器实现紧急制动，作为对控制系统工作异常的最终挽救手段。一种大型绞坡道物流运输方法，包括如下步骤 第一步、修建绞坡道基础系统
在坡顶和坡底分别修建大型重力式钢筋砼承台基础、绞坡道上码头和绞坡道下码头； 在斜向坡面上修筑供载重台车上下运行的轨道基础。在对于地基基础比较好，石料较多的地方采用1. 5X1. 5m混凝土墩(高度根据地形标高调整)和浆砌片石基础混合搭配方式，每隔5m设置一个1.5X1. 5m混凝土墩，码头采用钢筋混凝土挡墙，卷扬机、上锚墩、曳引制动器基础设置在一个钢筋混凝土基础上，基础采用重力式设计，上定滑轮采用钢筋混凝土形式，下曳引制动器系统采用钢筋混凝土基础形式，锚固方式采用预埋钢板和预埋直径为20mm的锚杆锚固。对于地基基础承载力较好，但石料缺乏，或施工条件艰苦，根据成本核算采用混凝土基础更经济的地方则采用1.5m宽的C20混凝土条形基础。基础采用板式结构，先将基础用25t压路机分层碾压密实，再将基础坡道挖掘成an的台阶，浇筑50cm的钢筋混凝土基础，再在基础上设置1. 5m条形混凝土基础。第二步、构建绞坡道动力制动闭合系统和绞坡道曳引制动器安全保证系统
曳引制动器安全保证系统各构件的型号与动力制动闭合系统的型号相同。钢丝绳的选择需慎重，选用6x36WS+IWR的钢丝绳(瓦林吞-西鲁钢丝绳)，其破断拉力需是额定载荷的 5倍以上，而且耐磨性能和使用寿命都比6x37的一般钢丝绳要好很多。卷扬机为冗余设计，动态承载能力超过标准载荷的50%，实际静态承载力超过标准载荷的60% ；曳引制动器包括设置在电动机旁边的液压鼓式制动器，其制动力矩为按额定载荷计算的静力矩的1. 5倍以上，确保在液压盘式制动器失效的情况下，仍能提供额定的制动力。曳引制动器还包括设置在滚筒旁边的液压盘式制动器，其制动力矩是额定载荷的 1. 2倍，以保证在独立工作时，也能完全满足制动性能要求。液压盘式制动器既能起安全保护作用，还能防止液压鼓式制动器的单点失效。所有制动器都是失效安全制动器，即在掉电或者故障时处于制动状态。卷扬机的制动系统由一套独立的控制系统控制，并且有备份电源，即使外界电源发生故障时，也能保证缓慢的制动停车。控制中心设置监控设备，对电动机的工作状态进行监视，防止电动机过载情况的发生，当出现超载时自动报警。第三步、载重台车的上、下行控制
装上待运货物的运输车通过接引主干道的道路，经绞坡道上码头开上载重台车上，绞坡道动力制动闭合系统启动，通过载重台车将运输车沿着轨道运输到绞坡道下码头，动力制动闭合系统停止，运输车开出载重台车；将货物运输到指定位置下货后，装上需运输的物资货物，运输车通过绞坡道下码头开上载重台车上，绞坡道动力制动闭合系统启动，通过载重台车将运输车沿着轨道运输到绞坡道上码头，动力制动闭合系统停止，运输车开出载重台车，完成一个物流运输的循环。在绞坡道动力制动闭合系统启动过程中，速度传感器实时检测载重台车向下的滑动速度，并将速度信号传送给控制中心，控制中心对速度信号进行判断，当速度信号超过额定速度时，控制中心立即启动曳引制动器安全保证系统，将载重台车制动住。当曳引制动器安全保证系统启动的通信、动力制动闭合系统停止的通信和载重台车自动限位器形成的1+2台车轨道自动限位停器系统均出故障时，还可通过操作载重台车手动触碰按钮来实现动力制动闭合系统自动断电制动，避免载重台车运行超过上下端轨道外造成安全问题。当载重台车运行到接近绞坡道上码头或下码头时，载重台车自动限位器感应到载重台车的组轮，同时将感应信号传送给控制中心，控制中心立即使卷扬机的变频控制器降低工作频率，把速度逐渐降下来，同时滚筒旁边的液压盘式制动器进行制动；当控制系统检测到多功能限位器启动后(即上限位开关或下限位开关启动)，卷扬机的电动机自动断电， 液压鼓式制动器同时刹紧，开始进入缓慢制动程序，载重台车在固定位置停止。
权利要求
1.一种大型绞坡道物流运输系统，其特征在于包括在坡顶和坡底设置的钢筋砼承台基础，在坡顶钢筋砼承台基础和坡底钢筋砼承台基础之间设置有绞坡道动力制动闭合系统和绞坡道曳引制动器安全保证系统；在斜向坡面上设置有轨道基础，在轨道基础上设置载重台车；在轨道基础的上、下两端均设置有载重台车自动限位器；在坡顶和坡底分别设置有绞坡道上码头和绞坡道下码头，在绞坡道上码头和绞坡道下码头上均设置有载重台车手动触碰按钮；在坡顶设置有控制中心，所述绞坡道动力制动闭合系统、绞坡道曳引制动器安全保证系统、载重台车自动限位器和载重台车手动触碰按钮分别通过通讯电缆与控制中心连接。
2.根据权利要求1所述的大型绞坡道物流运输系统，其特征在于所述绞坡道动力制动闭合系统包括通过钢丝绳依次连接的卷扬机、转向定滑轮、载重台车前端中间位置的动滑轮组、转向定滑轮和卷扬机锚墩。
3 根据权利要求1所述的大型绞坡道物流运输系统，其特征在于所述绞坡道曳引制动器安全保证系统包括通过钢丝绳依次连接的曳引制动器锚固墩、转向定滑轮、载重台车前端外侧的动滑轮组、转向定滑轮、曳引制动器、转向定滑轮、坡底转向滑轮、载重台车后端的动滑轮组和坡底锚墩。
4.根据权利要求1所述的大型绞坡道物流运输系统，其特征在于所述载重台车的底部设置有四对轨道走行滑轮组，每对轨道走行滑轮组均由两个轮子组成；在前端设置有绞坡道动力制动闭合系统台车动滑轮组和载重台车曳引制动器前动滑轮组，在后端设置有载重台车曳引制动器后动滑轮组。
5.一种利用权利要求1所述的大型绞坡道物流运输系统的运输方法，其特征在于包括如下步骤第一步、修建绞坡道基础系统在坡顶和坡底分别修建大型重力式钢筋砼承台基础、绞坡道上码头和绞坡道下码头，在斜向坡面上修筑供载重台车上下运行的轨道基础；第二步、构建绞坡道动力制动闭合系统和绞坡道曳引制动器安全保证系统曳引制动器安全保证系统各构件的型号与动力制动闭合系统的型号相同，选用破断拉力是额定载荷 5倍以上的6x36WS+IWR的钢丝绳；卷扬机为冗余设计，动态承载能力超过标准载荷的50%， 实际静态承载力超过标准载荷的60% ；曳引制动器包括设置在电动机旁边的液压鼓式制动器，其制动力矩为按额定载荷计算的静力矩的1.5倍以上；曳引制动器还包括设置在滚筒旁边的液压盘式制动器，其制动力矩是额定载荷的1. 2倍；第三步、载重台车的上、下行控制在绞坡道动力制动闭合系统启动过程中，通过在坡顶最右侧的转向定滑轮上设置的速度感应器实时检测载重台车向下的滑动速度，并将速度信号传送给控制中心，控制中心对速度信号进行判断，当速度信号超过额定速度时，控制中心立即启动曳引制动器安全保证系统，将载重台车制动住；当载重台车运行到接近绞坡道上码头或下码头时，载重台车自动限位器感应到载重台车的组轮，同时将感应信号传送给控制中心，控制中心立即使卷扬机的变频控制器降低工作频率，把速度逐渐降下来，同时滚筒旁边的液压盘式制动器进行制动；当控制系统检测到多功能限位器启动后，卷扬机的电动机自动断电，液压鼓式制动器同时刹紧，进入缓慢制动程序，载重台车在固定位置停止。
6.根据权利要求5所述的大型绞坡道物流运输方法，其特征在于在第一步所述修建绞坡道基础系统时，对于地基基础好、石料多的地方采用1. 5X1. 5m混凝土墩和浆砌片石基础混合搭配方式，每隔5m设置一个1.5X1. 5m混凝土墩，码头采用钢筋混凝土挡墙，卷扬机、上锚墩、曳引制动器基础设置在一个钢筋混凝土基础上，基础采用重力式设计，上定滑轮采用钢筋混凝土形式，下曳引制动器系统采用钢筋混凝土基础形式，锚固方式采用预埋钢板和预埋直径为20mm的锚杆锚固；对于地基基础承载力较好、石料缺乏，或受施工条件限制、根据成本核算采用混凝土基础更经济的地方则采用1. 5m宽的C20混凝土条形基础， 采用板式结构先将基础用25t压路机分层碾压密实，再将基础坡道挖掘成2m的台阶，浇筑 50cm的钢筋混凝土基础，再在基础上设置1. 5m条形混凝土基础。
7.根据权利要求5所述的大型绞坡道物流运输方法，其特征在于在第三步所述载重台车的上、下行控制过程中，当曳引制动器安全保证系统的启动通信、动力制动闭合系统的停止通信和载重台车轨道自动限位停器系统均出故障时，通过操作载重台车手动触碰按钮来实现动力制动闭合系统自动断电制动。
全文摘要
本发明公开了一种大型绞坡道物流运输系统及运输方法，通过采用斜向直线运输路线，避免了通过展线修筑道路或隧道造成的建造成本大幅增加，以及避免大面积征地和大面积破坏原始地形地貌，缩短建造工期和施工成本；修建和组装时间短，能节约工期；且运行更加安全可靠；坡度理论上适应范围可达到0～90度，载重量可达到65t，在常规情况下已能全面满足物流运输需求，适应面广，具有广泛的推广价值。
文档编号B66C25/00GK102502437SQ201110451020
公开日2012年6月20日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者何寿海, 匡明, 张阳, 彭溢, 朱家稳, 李忠玉, 杨泉勇, 王心懿, 王瑞, 甘廷华, 瞿智超, 胡光全, 赵彬舟, 邓道彬, 郑俊华 申请人:中铁二局第一工程有限公司, 中铁二局股份有限公司