4.2 承载索与有关设备
4.2.1 承载索选择应符合下列规定：
1 承载索应选用密封钢丝绳，公称抗拉强度不宜小于1370MPa。
2 承载索的最小拉力，应符合下列公式的规定：
式中：T0——承载索的最小拉力（N）；
N——每个车轮作用在承载索上的压力（N）；
n2——每年通过承载索的车轮次数。
3 承载索的抗拉安全系数必须大于或等于3.0。
4.2.2 承载索计算应符合下列规定：
1 每个车轮作用在承载索上的压力，应符合下列规定：
1）对于下部牵引式货车，应按下式计算：
式中：N——每个车轮作用在承载索上的压力（N）；
Q——货车重力（N）；
q0——牵引索每米重力（N/m）；
λ——车距（m）；
tφ——牵引索作用在支架上的附加压力（N）；侧形平坦时，tφ＝（0.2～0.25）Q；侧形复杂时，tφ＝（0.3～0.35）Q；
i——每辆货车的车轮数。
2）对于水平牵引式货车，应按下式计算：
2 承载索的最大与最小工作拉力，应按下列公式计算：
Tmax＝W±qch＋kΣ△T （4.2.2-3）
Tmin＝W±qch－kΣ△T （4.2.2-4）
式中：Tmax——承载索的最大工作拉力（N）；
Tmin——承载索的最小工作拉力（N）；
W——承载索拉紧重锤重力（N）；
qc——承载索每米重力（N/m）；
h——承载索与计算点之间的高差（m）；
k——计算区段内承载索摩擦力折减系数；
∑△T——计算区段内承载索摩擦力的总和（N）。
3 承载索摩擦力的折减系数宜按表4.2.2-1选取：
4 承载索与鞍座之间的摩擦系数宜按表4.2.2-2选取：
4.2.3 拉紧区段划分应符合下列规定：
1 拉紧区段总长内承载索摩擦阻力总和不宜大于承载索拉紧重锤重力的25％。
2 具有多个拉紧区段时，拉紧区段划分应经多方案比较确定；承载索锚固站宜设置在高端，拉紧站宜设置在低端。
4.2.4 承载索拉紧与锚固应符合下列规定：
1 在一个拉紧区段内，承载索宜采用一端重锤拉紧另一端锚固的方式，在拉紧力可测可调的条件下也可采用两端锚固的方式。
2 拉紧重锤宜采用重锤箱。重锤架或重锤井应便于检查和维护，重锤箱应设置刚性导轨；重锤井应设置排水设施。
3 承载索宜采用夹块、夹楔或圆筒锚固方式。
4 采用夹块锚固方式时，应符合本标准第6.2.4条的规定。
5 采用圆筒锚固方式时，承载索在圆筒上的缠绕圈数应以1.5倍最大拉力和0.2的摩擦系数计算确定，但不应少于3圈。圆筒直径不得小于承载索直径的60倍。
4.2.5 拉紧索及其导向轮应符合下列规定：
1 承载索的拉紧索宜选用挠性好和耐挤压的股捻钢丝绳；
2 拉紧索的抗拉安全系数不得小于5.0；
3 拉紧索导向轮直径不得小于拉紧索直径的25倍。
4.2.6 拉紧重锤的行程应计入线路载荷变化引起的重锤位移，以及承载索弹性、温差和结构性伸长所需的调节距离，还应计入0.5m～1.0m的余量。
4.2.7 承载索连接应符合下列规定：
1 在一个拉紧区段内宜采用整根密封钢丝绳，需要连接时应采用楔接线路套筒连接，拉紧索端宜采用巴氏合金浇注连接；
2 承载索与拉紧索的连接应采用过渡套筒，过渡套筒的承载索端应采用加楔连接。
4.2.8 鞍座应符合下列规定：
1 承载索鞍座应采用铸钢或焊接结构，绳槽宜设有带润滑装置的尼龙或青铜衬垫。
2 承载索在鞍座上的比压应满足下式要求：
式中：T——作用在鞍座绳槽上承载索的拉力（N）；
d——承载索直径（mm）；
R——鞍座绳槽的曲率半径（mm）；
[p]——衬垫材料允许比压（MPa）。
3 承载索在支架上的最大折角不大于16°时，应选用摇摆鞍座；大于16°时，可选用固定鞍座。
4 无衬或青铜衬鞍座绳槽曲率半径不应小于承载索直径的100倍，尼龙衬鞍座绳槽曲率半径不应小于承载索直径的150倍，并应同时满足下式要求：
R≥0.5υ2 （4.2.8-2）
式中：R——鞍座绳槽曲率半径（m）；
υ——货车的运行速度（m/s）。
4.2.1 本条对承载索选择做出了规定。
1 密封钢丝绳具有平滑的圆柱形表面，密封性和抗蚀性好，表层丝断裂后不易翘起。一般选用这种钢丝绳作承载索。
规定公称抗拉强度不宜低于1370MPa的出发点：减轻承载索的单位长度重量，使承载索的费用相应降低；减小承载索的挠度，以改善货车的运行条件。国产密封钢丝绳已不低于该值。
2 理论分析和使用经验证明，承载索的失效主要是由于疲劳断丝引起的。为使承载索具有足够的工作寿命，需要限制车轮横向载荷引起的弯曲应力。国内外多采用限制承载索初拉力（而不是最小拉力）与轮压比值的方法，来达到此目的。
有的国家对公式（4.2.1-1）的值，规定为45，本标准将该值定为60主要是考虑到下列原因：
（1）对于三班作业索道，每年通过承载索的车轮的次数很高，实际上45一值对承载索的初拉力不起控制作用，只有对于每年通过承载索的车轮的次数较少的索道，该值才起作用。由于以前国内双线索道承载索的工作寿命普遍较低，提高T0与R的比值有利于改变这种状况。
（2）随着承载索的制造技术日益进步，密封钢丝绳的公称抗拉强度不断提高，对于高强度钢丝更应该严格限制拉应力与弯曲应力的比值才能得到较好的应用效果。
3 本款为强制性条文，必须严格执行。由于承载索的抗拉安全系数是索道设计的重要参数之一，抗拉安全系数的取值直接影响到索道的安全可靠性、运行平稳性、钢丝绳的寿命以及索道的技术经济指标，为确保索道设计安全可靠和技术先进，根据国际缆索协会OITAF文件的规定并结合国内的使用经验，规定了承载索抗拉安全系数必须确保的最小数值。
4.2.2 计算承载索的最大与最小拉力时，假定每个鞍座上承载索均向拉紧端或锚固端滑动，这两种极端情况在索道运行过程中都是不可能发生的。这种偏于保守的设计方法，会导致拉紧区段的长度过短，拉紧区段站增多，工程投资增加。
国内索道工程设计人员早就质疑这种方法的正确性，1958年在辽宁杨家杖子矿务局索道用人工方法对承载索摩擦力的非同向性系数进行了测试。提出用减小承载索沿鞍座摩擦系数的方法来考虑摩擦力的折减。但是这种方法不考虑支架与拉紧端之间的距离，一律采取减小摩擦系数的方法来计算承载索在各支架处的最大与最小拉力，也有不足之处。
为了使拉紧区段的划分和承载索在各支架上的拉力计算更符合实际情况，原标准编制组曾委托昆明某大学建工力学系对摩擦力折减系数进行了专题计算研究和测试验证（详见专题报告《关于双线索道拉紧区段内承载索摩擦力非同向性系数的确定》）。
昆明某大学在昆明钢铁厂上厂索道的六个拉紧区段内，对承载索摩擦力的非同向性系数k＇（摩擦力指向拉紧端或锚固端的支架数与拉紧区段内的支架数之比）进行了理论分析计算和实测验证。测试报告提出的k＇值变化范围见表1：
根据测试报告，在本标准中摩擦力非同向性而形成的总摩擦力减小用折减系数k表示（暂且认为与k＇近似相等），归纳成本标准的表4.2.2-1。
应用本标准表4.2.2-1计算任意支架上的拉力时，k取值方法推荐如下：
（1）从拉紧端算起，前3个支架上的k值取1.0。
（2）从第四个支架开始，根据不同的侧形，从表的该栏取对应的合适k值（例如凸起侧形，取k＝0.5），一直计算到锚固端。
按照传统设计方法，拉紧区段长度仅为1.0km～1.5km。考虑k值后的拉紧区段长度可增大1倍左右，既减少设站环节，又降低建设费用。后来，国内多数索道按此方法设计，取得了良好的效果。
4.2.3 承载索拉紧区段的划分是个比较复杂的问题。为减少设备安装总量和降低索道的建设费用，希望拉紧区段尽可能地长，但由于高差影响和承载索在支架鞍座上的摩擦阻力作用，又不能将拉紧区段无限制地延长。本条规定承载索在鞍座上的摩擦阻力，以及拉紧索在导向轮上的阻力总和不超过重锤重力的25％，就是为了限制承载索拉力不因摩擦力影响而大幅度地增加或减小，从而达到合理使用承载索的目的。
拉紧站设在低端时，承载索为仰角进入，在偏斜鞍座上的摩擦力较小，可以改善拉紧重锤对承载索拉力的调节作用。此外，拉紧重锤所需质量比设在高端小（减小qcH），拉紧索的规格可以选小。所以拉紧站一般应当设在区段的低端，锚固站设在高端。但在特殊情况下，当高差不大，因配置上的需要和为了降低站房高度，也可以将拉紧站设在高端。
4.2.4 本条对承载索拉紧与锚固做出了规定。
1 承载索采用一端拉紧另一端锚固方式，可以保证承载索在不同季节和不同线路载荷条件下，具有恒定的初拉力。
承载索两端锚固方式，已在往复式客运索道中得到推广应用，基于相同原理，只要承载索拉力可测可调，在货运索道中推广也是可行的。因此，在承载索拉紧力可测可调的条件下，允许采用两端锚固方式的规定。
2 重锤拉紧是国内双线货运索道最常用的拉紧方式。不带导轨的、用混凝土块组装成的圆形重锤不能限制承载索的扭转倾向，安装、调整和使用都不方便，已逐渐被重锤箱所取代。
3 拉紧区段采取串绳的锚固方式，便于承载索安装，以及检修时切去损坏部位（线路套筒结合部和支架鞍座附近是承载索容易断丝的部位）。在我国夹块锚固方式最先应用于双线往复式客运索道。实践证明，这种锚固方式结构简单、安全可靠，应该在货运索道中推广使用。
在四川省攀枝花市的许多索道上，圆筒锚固方式得以普遍使用。钢筋混凝土圆筒比较庞大，承载索安装以及串动调整劳动量较大。尽管圆筒锚固方式有上述缺点，但在特定条件下仍有一定的使用价值。因此，根据国际缆索协会OITAF文件的有关要求，对圆筒锚固方式做出了规定。
夹楔锚固方式最初用于矿井提升装置，后来广东省某索道也采用了夹楔锚固方式，取得了较好的使用效果。
4.2.7 本条对承载索连接做出了规定。
1 在一个拉紧区段内采取整根密封钢丝绳，可以改善货车的运行条件，使承载索和货车的维修工作量减小。
2 在承载索需要连接时，采用加楔接线路套筒连接，即在连接锥形套筒内，打入楔钉和楔片固接承载索端部的钢丝。使用线路套筒的缺点是，货车通过时产生车轮冲击，套筒接口附近的承载索钢丝易断丝。如果线路套筒距离支架过近，牵引索在支架附近引起的较大附加压力，将加速套筒两端承载索的疲劳断丝过程。
4.2.8 本条对鞍座的设计做出了规定。
（1）鞍座设置尼龙衬垫有以下优点：①与无衬鞍座相比，尼龙衬鞍座与承载索的摩擦系数减小33％；②承载索的运行条件得到改善，工作寿命延长；③衬垫磨损时无须更换整个鞍座，仅需更换尼龙衬。
（2）承载索在鞍座绳槽上的比压值与承载索在鞍座绳槽上的接触宽度密切相关，本标准公式（4.2.8-1）中，承载索在鞍座绳槽上的接触宽度假定为2/3的承载索直径，该值不一定与厂家的试验条件一致，因此，厂家在提供衬垫材料的允许比压值时，需要同时提供与该值对应的承载索在衬垫绳槽上的接触宽度。如果所提供的接触宽度值与假定值出入较大，设计者要进行必要的调整。
（3）当货车通过支架鞍座时，易引起货箱摆动，故应当对货车通过支架时产生的向心加速度做出规定。当把向心加速度限制在2m/s2以内时，即得本标准公式（4.2.8-2）。
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