王小利 解傳光
摘 要：支架作為索道線路最為重要的設備之一，支架上的設備完好關乎著索道安全運行，任何一個構件的不安全都可能造成嚴重的后果，必須對支架的安全情況提高重視，平時的支架檢修并不全面，使用年限較高的云谷索道年檢對支架全面大修，檢查隱蔽的不安全因素，將支架的不安全因素消除在萌芽狀態。
關鍵詞：支架；年檢；大修；危害性；磨損；腐蝕；輪組；軸
一、概述
黃山云谷新索道始建成于2006年12月，2007年10月投入運營，全長2666米，是從奧地利Doppelmayr引進的單線循環脫掛抱索器吊廂式索道設備，索道下起云谷景區北側，上至白鵝嶺東北側，高差775米，沿途18個支架，其中托索輪支架12個，壓索輪支架5個，復合輪支架1個，運行總時間34015小時，車廂運行總數3688008次，每年運送300萬人次。
自建成以來索道已運行接近十年，支架作為索道線路的重要設備，是通過地腳螺栓固定在基礎上，承受載荷的重要構件，黃山一年四季陰雨天多，云霧天多，空氣濕度較大，客流量相對較大，高速運行時間比較長，對支架以及支架上的索輪等其它構件造成很大影響。
二、輪組上各種構件損壞的危險性
托壓索輪組是索道鋼絲繩的承載設備，結構相對簡單，外側安裝捕捉器，內側安裝擋繩板，中有托壓索輪，懸掛支座以及大、小梁。懸掛支座通過螺栓與橫擔相連，用側面的定位螺栓可對其與橫擔的角度進行調整，輪組大、小梁軸與大、小梁之間通過光滑襯套裝配，并有加油咀，而起到撐起這些輪組的各種軸至關重要，它們是承重的主要構件，同時也是最容易損壞的構件。
磨損、腐蝕和斷裂是構件的三種損壞形式，其中以斷裂危害最大，構件在交變應力作用下，經一定循環周次后產生疲勞斷裂，軸的斷裂可能有多種原因，然而，沖擊疲勞造成的軸斷裂是最普遍的原因，疲勞最終斷裂是瞬時的，因此它的危害性較大，甚至會造成架毀人亡的重大損失，尤其是景區發生這種事情會造成嚴重的社會負面影響，從而使人們對乘坐索道的安全性產生了懷疑。
三、檢查發現的情況
1.磨損情況
支架上的主要磨損部件有軸、軸套、襯套以及輪襯，因為這些部件長期處于相對運動的狀態，徑表面受到擠壓力和復合機械力的作用，出現永久性變形，然而金屬的退讓性非常差，就會造成磨損現象。輪襯的磨損大多有局部磨平、偏磨、炭化、硬化都有較明顯的特征在其表面上顯現出來，在平時的檢修過程中很容易發現并能及時解決。在支架上拆檢軸是一件十分困難的事情，軸的磨損基本上都在內部，不易于發現，索道運行時間較長，肯定有部分磨損，經過仔細檢查發現有極個別大軸的一端出現了銹水的溢出（如圖1）。
明顯是軸的磨損程度較大，出現了軸向游隙和間隙也較大現象，在雨水的滲透下，水和空氣與磨損部分相互反應形成銹水被擠壓出來，這只是在軸的較外側，內側看不到的部分更難判斷磨損情況，接近十年的運行，內部一定有不同程度的磨損。在拆裝托壓索輪時發現軸套有個別也磨損嚴重（如圖2），軸套的檢查也不能換一輪子來檢查一個軸套，支架上392個索輪要檢查完時間要很久，有些磨損嚴重的不能等太久，必須集中更換，也是促使年檢集中大修的原因之一。
支架上襯套保護軸的，代替軸的磨損，檢查中也發現了襯套有磨破顯現象（如圖3），襯套內側有較為光滑耐磨的塑料層，硬度和軸相比起來很小，當轉動時不會傷害到軸的表面，從而降低了軸的磨損程度，襯套一般在軸孔內側，安裝時要使用專用工具，支架上更換非常不便，當使用年限較長時都有一定磨損，更換也必須集中，否則老舊搭配使用會縮短使用年限。
2.腐蝕現象
索道建在海拔較高的山上，上下高差也較大，濕度也很大，且支架常年在外面風吹日曬，腐蝕現象相當明顯，金屬腐蝕的本質是金屬原子失去電子被氧化的過程，金屬腐蝕一般可分為化學腐蝕與電化學腐蝕，電化學腐蝕是金屬的腐蝕中最普遍、也是最重要的一種類型。實際上,隨環境的改變，各種影響腐蝕因素愈形復雜，它們會使得腐蝕的程度或是型態都跟著改變，并且增加腐蝕的嚴重性。影響金屬腐蝕的因素很多，金屬腐蝕是由各種內在的和外在的因素所引起的,主要有以下幾種：
a.環境溫度和濕度，一般情況下,溫度的升高會加快化學反應速率,溫度對化學腐蝕的影響較明顯；
b.與金屬表面接觸的溶液成分及pH值；
c.與金屬表面相接觸的各種環境介質；
d.金屬材料本身化學成分和結構，金屬越活潑，就越容易失去電子而被腐蝕，如果金屬中能導電的雜質不如該金屬活潑，則容易形成原電池而使金屬發生電化學腐蝕；
e.金屬表面光潔度（氧濃度差電池腐蝕），金屬遇潮濕空氣、腐蝕性氣體、電解質溶液,都容易被腐蝕。最常見的是支架上的螺栓經常腐蝕較為嚴重（如圖4），由于螺栓在安裝使用扳手上緊時，破壞其表面烤藍層，非常容易腐蝕，而且生銹以后會加快其腐蝕速度，大家都知道生銹后的鐵屑比較酥松，有較強的吸附能力，能吸收周圍的水汽和氧氣，使其未生銹表面的濕度和氧氣濃度保持較高，進而加快腐蝕速度，所以支架上螺栓一旦開始生銹就要密切關注，最好提前換掉或噴漆處理。
檢查發現索道9到18號支架檢修平臺也生銹腐蝕較為嚴重，山上濕度比下面更大，且冬夏季溫差大，冬季尤其是在支架檢修平臺的焊接處，霧水滴進焊縫處且沒有排水孔集聚較多，凝結成冰，水變成冰時體積膨脹會使焊縫變大，把外面的防銹漆頂脫落掉，從焊縫處支架檢修平臺開始腐蝕（如圖5）。
3.斷裂現象
斷裂現象在本索道從未出現過，發生斷裂之前往往沒有先兆，是一種突發性事故，在日常運轉管理上很難預測或發現，所以危險性很大，一旦發生將造成極大的損失和危害，但是斷裂是生銹和磨損的主要原因，是一種量的積累，最后發生了質的變化，生銹程度過大有一定明顯的前兆，而磨損有的并不明顯，尤其是一些硬度很大的軸，在各種應力長時間的不斷沖擊，產生很細微的疲勞裂紋，而大多數軸的斷裂都是屬于疲勞斷裂，疲勞斷裂的特點一般分為三類：一是疲勞斷裂是低應力循環延時斷裂，即具有壽命的斷裂，其斷裂應力水平往往低于材料的抗拉強度，甚至屈服強度；二是疲勞斷裂是脆性斷裂，在疲勞斷裂前不會發生塑性變形，沒有變形預兆，它是在長期積累損傷過程中，經裂紋萌生和緩慢亞穩擴展到臨界尺寸時才突然發生的，因此疲勞是一種潛在突發性斷裂；三是疲勞對缺陷如裂紋、缺口、組織缺陷十分敏感，由于疲勞破壞是從局部開始的，所以它對缺陷具有較高的選擇性，缺口和裂紋因應力集中增大對材料的損傷作用，組織缺陷（夾雜、疏松、脫碳、不良組織等）降低材料的局部強度，三者都加快疲勞破壞的開始和發展。而在支架上用的構件大都是合格產品，出廠缺陷很小，最大的就是預防使用過程中產生的腐蝕和磨損造成的缺陷，所以當構件長時間使用以后要密切關系，及時消除造成斷裂的因素。
四、研究決定更換
經過檢查發現，確實存在一些必須更換的構件，結合索道已經使用的年限考慮，肯定有大部分軸出現疲勞損傷，且這些構件必須長時間停運才能更換和修復，有些構件的更換必須在地面上進行操作，新老構件一起使用也會減少新構件的使用壽命，達不到最終的使用目的，所以研究決定統一全部更換18個支架上的所有軸、軸套以及襯套，同時也更換9到18號支架上的檢修平臺，并把一次性使用的連接零件全部換除。
五、更換流程
本次年檢維修工作，主要包括9到18號支架檢修平臺的更換、支架輪組軸套、軸和襯套的更換，其中兩個支架大梁的更換，鋼絲繩的三次拆檢編結、減速機的更換及主電機軸承的更換。工期緊，工作繁雜量大，且維修過程中安全、質量、環保措施要求嚴格，云谷索道線路較長，地勢險要，并且施工是在12月份進行，施工處于冬雪季節，支架檢修平臺及支架輪組所有軸套、軸及襯套更換作業較為困難，同樣，這些部件使用年限較長，在更換過程中可能存在軸或者軸套的磨損導致軸不好拆卸，更換的不可預見性較大，進而會影響整個年檢的進度，所以要做好年檢大修的充分準備。
1.工具準備
俗話說得好：“工欲善其事，必先利其器”，自索道建立以來，從未有過這么大規模年檢大修，好多用在支架上拆卸安裝工具數量不夠或者沒有，技術運行部師傅列出表格，供所有員工一起合作思考所要購買的工具和數量，最后匯總討論，最終制定出要買工具的列表，并專門派機械負責人去上海購買，并不是所有列表上的工具都能一一找到，有些工具老舊生產廠家早就已經停產，師傅們購買時也并不是按照原來制定的年檢工具列表購買，每次購買都會詢問店家所要購買的工具有沒有更先進的替代工具，比如有些狹小的空間只能從外側用扳手上緊螺栓，但支架上的螺栓對其上緊扭力都有嚴格的數值或范圍，扭力套筒無法使用時，師傅們找到了可以代替的扭力扳手，并當場請教銷售人員使用方法和注意事項，并把買回來的工具分類擺放在倉庫內，以利于迅速取用。
2.施工 部署
為提高施工效率，保證工期順利完成，在年檢開始前將所有支架上的新構件提前按照每個支架上所要使用的規格和數量分類好，并把支架與支架間的新構件 分開擺放，用標簽標注好哪個支架上要使用的以及使用的部位，每天下午營業結束后，運送兩個支架上的新構件到支架底部以便施工時直接取用，并用塑料薄膜包住新構件，防止雨水浸淋，施工前幾天把支架上用的所有新構件全部運送完成。施工時將支架維修更換分為兩個施工階段。第一階段1號到8號支架：本段工作是更換支架輪組所有軸套、軸及襯套。該段人員及施工安排為兩組人員，每組有16人同時施工，計劃5天完成本段工作，為了不影響有效的工作時間，一組人員坐檢修吊廂到線路遠的支架施工，另一組人員在就近支架施工。第二階段9號到18號支架：本段具體工作是支架檢修平臺的更換、支架輪組所有軸套、軸及襯套的更換以及舊平臺的運回計劃12天完成。該段人員及施工安排為：首先將9到18號支架檢修平臺全部集中運輸到位，然后再將人員分成兩組，每組16人，同時進行兩個支架的施工；每組的16個人可先拆下一組托壓索輪組，然后有8人更換軸、軸套及襯套，其余8人可以同時更換支架另一側檢修平臺。
3.施工方法
（1）檢修平臺的施工方法
①施工準備
準備吊裝用的各種吊具如千斤、牛角吊具等，以保證貨物運輸時在支架位置倒鉤比較容易。將散裝到貨的檢修平臺根據圖紙所示角度組裝到位，以便運輸，節約線路上的施工時間。索道停車后，從抱索器壓軌的端部開始往站內方向拆除大約14個摩擦輪，同時拆除兩個檢修吊廂不利于裝卸的圍欄，利用吊臂掛手拉葫蘆倒鏈運輸構件及施工機具。裝車位置設在站前的平地上，發車到站前，根據構件的長短調整適宜的發車距離，晚上加班將構件裝車到位，準備好第二天的運輸，運輸施工人員的檢修吊廂后發，同時運輸部分施工機具。
②新平臺和機具的運輸
第一個檢修吊廂坐8人，第二個檢修吊廂坐4人及兩臺5噸柴油絞磨機、一臺人工絞磨、滑輪、棕繩等機具；當吊廂到達施工支架時從第一個吊廂下4個人到支架，然后開車等第二個吊廂到達該支架時停車，卸下一臺絞磨及棕繩、跑繩、滑輪等一套卸車用工具，然后以同樣的方法將人員及機具運送至第二、第三個支架，這樣每個支架處有4個人員，卸車用機具一套，三個支架可同時做好卸車準備。當運輸施工人員的檢修吊廂到達施工的支架時，首先利用人力將2噸的機動絞磨放到支架底部，并用地錨穩固絞磨，同時將運輸貨物的吊廂往回開到支架位，利用絞磨卸車。吊裝設置5噸的滑輪組，動滑輪上設置一對長度適宜的鋼絲繩扣。施工人員在支架上將繩扣倒掛到吊裝貨物的牛角鉤上，低速開動絞磨提升，當手拉葫蘆上的吊鉤不再承受力量時，自動脫出牛角鉤，完成倒鉤。更換絞磨轉向，加速落下貨物。
③舊平臺拆除
利用絞磨作為吊裝動力，拴好繩扣，開動絞磨，以跑繩剛好繃緊為宜，拆除舊平臺支撐的壓板螺栓（在做準備工作的過程中，噴上螺栓松動劑，以便于螺栓拆卸），將拆除的平臺落下。
④新平臺安裝
平臺的吊裝主要是保證平臺在起吊過程中保持平衡，否則和橫擔連接時較為麻煩，所以，起吊繩扣拴接的位置和形式非常重要。平臺安裝到位后，鏈接螺栓根據圖紙要求達到扭力，根據時間的早晚，考慮是否安裝平臺之間的支撐，安裝工作完成后，將舊平臺裝車運回下站。
（2）輪組的軸、軸套更換施工方法
①施工準備
頭一天將施工用的材料、扳手、絞磨、跑繩等機具準備齊全，裝到檢修吊廂上，準備第二天運輸。如果準備施工的支架位地錨條件不好，先用牛頭鉆在合適的巖壁上鉆孔，用直徑40的圓鋼作為錨固樁。
②輪組拆除
施工人員到位后，利用檢修梁和2噸的滑輪，用棕繩將材料機具卸到支架位置，穩固機動絞磨穿好5噸的滑輪組，掛好鋼絲繩扣，檢查吊具并在檢修平臺的兩端拴好拖拉繩后準備吊裝同時做好輪架位置的記號，開動絞磨，直至跑繩剛受上勁，用手拽單股繩，以繩不發軟為宜。打開固定在橫擔上的連接螺栓，移除輪組在橫擔上的壓板，用絞磨的低速檔往下落輪組，直至落到檢修平臺以下時，換高檔將輪組落下，在落下的過程中兩根拖拉繩要調整張緊程度，防止輪組轉動發生刮擦。
③拆裝軸、軸套及襯套
首先將所有輪組拆卸下來，然后更換軸、襯套及軸套。用自制專用工具把主軸拆卸下來，然后用大錘或手錘慢慢敲擊專用工具把舊襯套從孔中投出來。把舊襯套全部投出來后進行軸孔的清洗、除銹、清洗干凈以后，再用黃油均勻的涂抹在孔壁上。用專用工具把新的襯套裝入軸孔內，把新軸套全部組裝好后，再組裝整體輪組，裝好后進行注油，然后檢查輪組是否轉動自如。
④輪組安裝
將組裝好的輪組仔細檢查，確認無問題后用繩扣拴好啟動絞磨、吊起輪組，按照標記好的記號將輪組裝好，調整好索距，緊固好螺栓，拉動手拉葫蘆，將運載索放在輪組的輪槽內。
六、小結
在施工過程中，會遇到一些不可預見性問題，例如天氣問題，當天氣惡劣時只能調整施工部署，支架構件更換時也會遇到一些困難，根據需要也做了很多 調整，尤其吊裝作業時，提前做好安全培訓，上崗前防護用品佩戴齊全，最終在工期到達前以高質量的水準完成年檢任務，也借此機會希望與同行共同分享一下年檢的一些經驗。
來源：中國索道
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