Горный лифт ППКД, имеет особые преимущества при горном рельефе и в сильно пересеченной местности. Шоссейные и железнодорожные, по стоимости строительства, а также за время перевозки, иногда уступают пассажирским канатным дорогам.
При современном уровне развития техники канатного транспорта ППКД не является средством далеких коммуникаций, они эффективны на коротких дистанциях - в среднем на 2-3 км, хотя в редких случаях их длина достигает 15 км.
Горнорудная промышленность, подземные шахтные выработки, строительство промышленных сооружений и жилых домов в горах, курортные туристические места, снежные поля для лыжного спорта, горные села, городской транспорт - это лишь некоторые объекты, которых очень эффективно могут быть применены ППКД.
Относительно понятий экономического характера в настоящее время предпочитают строить подвесные канатные дороги, а не фуникулеры.
Очень эффективный пассажирский канатный транспорт в развитии туризма и лыжного спорта, о чем свидетельствует множество построенных для этой цели дорог. Только в одной Австрии насчитывается около 2 000 канатных дорог для лыжников и туристов.
Во многих городах, особенно в тех, которые расположены в горных местностях, ППКД стали неотъемлемой частью городского транспорта. В обрисовке г. Чиатура, расположенного в ущелье р Кви-Рилла, на склонах гор функционирует шесть пассажирских канатных дорог. Все дороги одновагонных, двухканатного, маятникового типа.
Когда в приморской полосы примыкают горы, целесообразно жилые помещения курортов строить в горах, а район застройки соединить с побережьем пассажирской канатной дорогой. Это позволит полностью использовать положительные свойства микроклимата, как той, так и другой зоны.
В некоторых случаях при небольших пассажиро-и грузопотоков вместо дорогих мостов более экономически строить грузопассажирские канатные дороги, способны перевозить людей и автомобили.
Пассажирские канатные дороги успешно применяются при наиболее суровых климатических условиях и на высоте примерно до 5000 м над уровнем моря. При разности высот между станциями до 3000 м, преодолевается по каким-либо 5-6 минут, в некоторых случаях требуется меру пресечения против вредного физиологического воздействия резких перепадов давления воздуха на организм человека. С этой целью в вагон можно представить сжатый воздух, а на верхней станции устроить соответствующий воздушный шлюз (Трубчатая конструкция вагона может быть использована как сосуд для сжатого воздуха).
Резкие перепады температуры, достигающие при значительной разности высот между станциями 50 град., Приводят к тому, что длина тягового каната изменяется неравномерно, в связи с чем меняются места остановки вагонов на конечных станциях. Поэтому длинные горные дороги в соответствующих случаях имеют станциях буфера обеспечивают остановку вагонов в том же месте.
Пропускная способность маятниковых дорог варьируется в широких пределах и определяется вместимостью вагона, скоростью и длиной пути. Наивысшие показатели этих параметров составляют: емкость вагона - до 140 человек, максимальная скорость - 12 м / сек, длина дороги - 2-3 км. Ограничение дороги по длине обусловлено тем, что правила безопасности допускают применение исключительно цельного несущего каната (на грузовых дорогах допускается применение отдельных кусков несущего каната, соединенных помощью специальных муфт). Вес же цельного каната при длинных дорогах значительная, и его транспортировку и монтаж связаны с немалыми трудностями. Если исходить из максимально возможных параметров, то производительность километровой дороги в одном направлении может составить ориентировочно 3500 люд.-г. При двухкилометровой, естественно, производительность уменьшится вдвое.
Эти данные относятся к двухканатного, двовагонних, маятниковых ППКД. Одноканатные маятниковые дороги имеют значительно меньшую производительность, главным образом из-за ограниченную несущую способность несучотягового каната. Вместимость вагона одноканатные маятниковой дороги не превышает 12 человек, а скорость - 4 м / сек. К положительным качеств одноканатных маятниковых ППКД относятся их простота и дешевизна. Такие дороги имеют большую перспективу для малых горных селений.
При длине трассы свыше 2-3 км применяют чотиривагонни двухканатного ППКД, или трассу разбивают на самостоятельные участки, на
стыках которых устраивают пересадочных станциях. Примером может быть чотиривагонна двухканатного маятниковая дорога Малкезине - Монте Балдо (Италия), который включает два куски несущих канатов, на стыке которых точно в середине всей трассы построена пересадочная станция. Дорога имеет один общий тяговый канат, с которым связаны два вагоны для каждого участка.
Места закрепления вагонов по тяговый канат выбраны так, что вагоны разных участков одновременно попарно подходят к конечным и пересадочных станций. Данные дороги: длина - 4325 м, перепад высот между конечными станциями - 1653 м, максимальная скорость - 7 м / сек, вместимость каждого вагона - ЗО человек, пропускная способность ориентировочно в одном направлении - 360 человекочасов.
При большой длине применяется последовательное соединение отдельных самостоятельных дорог. Примером такого решения является цепь канатных дорог в районе Монблана, что соединяет французскую территорию (Шамони) с итальянской (Курмейер). Дорога состоит из пяти последовательно соединенных участков, каждый из которых функционирует самостоятельно, длина всей трассы 15 км. Остановимся более подробно на одном звене из этой цепи дорог (План де Згиль - Згиль дю Миди).
Дорога двухканатного, маятниковая, однопролетная длиной 2900 м, перепад высот между станциями - 1474 м, верхняя станция расположена на высоте 3791 м над уровнем моря, максимальная скорость - 10,5 м / сек, емкость вагонов - 80 человек, производительность - 500 человекочасов. Максимальный угол подъема вагона около 60 град. Стоит заметить, что, поскольку дорога однопролетная, тележка вагона огибает несущий канат, чем исключается возможность спада вагона несущего каната.
Однопролетные дороги, особенно при малых углах наклона, наиболее безопасными, потому что, с одной стороны, благодаря полному охвату несущего каната тележкой предотвращена возможность спада вагона и, с другой стороны, в случае обрыва тягового каната, силы сопротивления движению будут препятствовать вагона докатиться до нижней станции с непозволительной скоростью.
Примером может быть дорога, соединяющая два крупных района Тбилиси - Сабуртало и Дидубе. Длина дороги - 600 м, разница высот между станциями - 30 м, вместимость каждого вагона - 20 человек, максимальная скорость - 3,2 м / сек. Расчеты, подтверждены экспериментом, показали, что вагон, свободно пущенный с верхней станции, не доходит до нижней станции, следовательно, дорога
не нуждается в специальных ловителях вагонов, срабатывающие при обрыве тягового каната.
На двухканатного дорогах предусмотрены ловители вагонов (их часто называют парашютными устройствами), назначение которых - аварийная остановка вагона в случае обрыва тягового каната. Принцип работы ловители заключается в следующем: при нормальной работе тяговый канат всегда натянут, и пружина, помещенная между конечной муфтой и рамой тележки вагона, сжата. При обрыве тягового каната пружина выпрямляется и давлением освобождает защелку, замыкающий более мощную пружину; последняя выпрямляется и прижимает губы ловители к несущему канату; возникающая при этом сила трения тормозит вагон.
При небольших углах наклона дороги вместо упомянутой мощной пружины может быть применен тормозной груз. Применение тормозного груза ограничивается углом наклона дороги, потому что с увеличением угла скорость действия груза уменьшается (Ясно, что при крайнем углу наклона 90 °, вагон вместе с его тормозным грузом при обрыве каната будет падать, и ни о каком торможении не может идти языка).
Ловители вагонов, кроме случая, указанного выше (при малом угле наклона), не относятся, если имеется не один, а несколько параллельно работающих тяговых канатов общей прочностью, равной прочности одного каната. Одновременный обрыв всех тяговых канатов практически исключается, а при обрыве одного из них вагоны можно без риска дотянуть до станции, потому что запас прочности в тяговом канате берется не менее 5.
Выбирая количество тяговых канатов, следует учесть, что при одном канате конструкция дороги проста, если не считать необходимость применения ловители вагона при двух и более параллельно работающих тяговых канатах диаметры приводных и направляющих шкивов значительно уменьшаются, однако осложняется конструкция сопротивлений, на которые установлены роликовые батареи для тяговых канатов. Уменьшение диаметров шкивов объясняется тем, что согласно нормативам безопасности радиус изгиба тягового каната должно превышать радиус самого каната не менее чем в 80 раз. Запас прочности на растяжение несущих канатов небольшой - не менее 3,3. Дело в том, что с увеличением запаса на растяжение увеличиваются изгибающие напряжения. Иными словами, чем меньше натянуть канат, тем больше он сгибаться под роликами ва-
гона. Так что для уменьшения изгибающих напряжений, с которыми связана усталость каната, следует увеличить его натяжение, т.е. уменьшить запас прочности на растяжение. В настоящее время с точки зрения срока службы каната запас его прочности на растяжение, равный 3,3, считается оптимальным. Несущий канат почти неподвижен и не стирается в такой степени, как тяговый, который огибает направляющие и другие шкивы.
Практика подтвердила надежность несущих канатов даже при таком запасе прочности. Однако в некоторых случаях с целью увеличения надежности и облегчения транспортных и монтажных работ один несущий канат заменяют двумя - тремя канатами эквивалентного суммарного сечения. Недостаток такой системы дороги - усложнение конструкции опор, натяжных и якорных устройств.
Как несущие, так и тяговые канаты ежедневно осматривают визуально и раз в шесть месяцев проверяют специальным дефектоскопом. Проверка состояния канатов и уход за ними находится в центре внимания обслуживающего персонала, поэтому в практике эксплуатации канатных дорог обрывов канатов почти не зафиксировано.
На одноканатных маятниковых дорогах обрыв каната равносилен катастрофе. Надежность в данном случае поддерживается на уровне надежности двухканатного ППКД увеличением нормы запаса прочности на растяжение несучотягового каната минимум до 5,5 и ужесточением норм по уходу и надзору за канатами. Надежность можно еще повысить, если применить несколько параллельно работающих несучотягових канатов.
Согласно правилам безопасности, приводная станция ППКД должна работать бесперебойно, с этой целью работу привода осуществляют двумя фидерами из разных электроподстанций, а при высокогорных дорогах резерв обеспечивается собственным электрогенератором с двигателем внутреннего сгорания. На легких дорогах предусмотрен также ручной привод, с помощью которого два - три мужчины смогут дотянуть вагон до станции в течение примерно одного часа.
После срабатывания ловители вагона или отказ привода и при других нарушениях, препятствующих продолжению движения на длительное время, должна быть обеспечена эвакуация пассажиров из вагонов. Для этих целей могут быть применены различные приспособления. Когда трасса дороги проходит через глубокие ущелья, обрывы, реки или поверхность земли очень удалена от дороги, наиболее приемлемой будет эвакуация с помощью вспомогательных вагонов. Тяговый канат вспомогательных вагонов при нормальном состоянии доро-
ги неподвижный, сильно натянут и поднят вверх. При эвакуации вспомогательный канат ослабляют, снимая часть натяжного груза, и вспомогательные вагоны приводят в движение специальным приводом, предусмотренным для этой цели. Вспомогательные вагоны перемещаются на том же несущем канате, что и вагоны для нормального движения, в случае одноканатные дороги перемещение происходит на несучотяговому канате.
При подходе вспомогательного вагона до основного пассажиры пересаживаются через окно или торцевые двери. Поскольку вспомогательные вагоны имеют малую вместимость, эвакуация осуществляется в несколько приемов. Если же причина остановки и тяговая способность вспомогательного привода это позволяет, то вспомогательные вагоны используются как буксир. В других случаях пассажиры эвакуируются из вагонов на землю, по одному пересаживаясь в специальные мешки с ремнями. Эти мешки опускают с помощью ручных лебедок грузоподъемностью 100 кг. Если вагон находится от земли не выше чем на 5 метров, для этой цели используют веревочные лестницы.
В зависимости от местных условий способы эвакуации могут быть разными. Например, эвакуация на ППКД Сабуртало - Дидубе, предусмотрена пожарной лестнице, но если вагоны остановятся над рекой, их отбуксируют к берегу с помощью автомобиля, прицепив к нему один из концов тягового каната, что непременно будет доступен на правом или левом берегу реки.
Благодаря высокой надежности и простоте конструкции маятниковые ППКД среди других типов дорог получили наибольшее распространение.
Как и маятниковые, кольцевые канатные дороги подразделяются на двух-и одноканатные, они бывают с вагонами, отключаются и вагонами, которые не отключаются. С целью обеспечения большой надежности сцепных приборов грузоподъемность вагонов обычно ограничивают четырьмя пассажирами, а скорость - 3,5 м / сек. Такие малоемни вагоны называют гондолами и соответствующие ППКД - дорогами гондольного типа. Сцепные приборы на гондолах дублируют. В единичных случаях на двухканатного дорогах с зажимами, отключаемые, применяют вагона вместимостью до 40 человек. Такие дороги в отличие от гондольных называются тяжелыми.
На дорогах с наглухо закрепленными вагонами движение должно носить пульсирующий характер - при подходе к станции каждого вагона (или группы) останавливается вся дорога для высадки или посадки людей.
Схемы одноканатные и двухканатнои ПКД показаны на (рис. 7.5, 7.6, и 7.7).
