实用文档
式联接。平衡重与承船厢相连，用来平衡船厢和厢水体的重量，当电机带动卷筒旋转时，便可带动承船厢升降。
齿轮齿条爬升式垂直升船机利用对称安装在承船厢两侧的齿轮与安装在承船厢两侧塔柱壁上的齿条相互啮合，电动机经减速箱带动齿轮旋转，通过齿轮和齿条的啮合作用带动承船厢升降。
浮筒式垂直升船机是利用浮筒的浮力来支承和平衡承船厢的一种升船机。其主要组成部分为承船厢、浮筒、浮筒井以及驱动机构和事故装置等。在地下建有浮筒井，井装设浮筒，浮筒顶部通过支撑与承船厢相连。在驱动机构的作用下，承船厢上升或下降，浮筒也随之在浮筒井升降。利用浮筒的浮力来平衡和支承承船厢运动部分的重量，驱动机构仅需克服运动部分的阻力。在承船厢下降过程中，浮筒上的支撑将逐渐沉入浮筒井，浮力相应增大，承船厢与浮筒的平衡状态受到破坏。为此，通常在浮筒中部设一向下开口的垂直调节管，管充以保持一定压力的空气，以防止水体任意注入，待支撑降入水中时，调节管口处水压达到一定值，水体逐渐进入调节管，浮筒的浮力也相应降低。这种升船机的支承平衡系统简单，但需建造浮筒井，有一部分设备经常处于水中，维护和检修都不便。20世纪60年代以后，世界上已未再见有建造。
水力浮动式转矩平衡重垂直升船机，是一种新型的升船机。它将平衡重和提升机构融为一体，利用浮筒浮力的变化来驱动承船厢升降。因不需要设置提升电机和低速大扭矩减速箱，避开了大型升船机设计、制造、安装方面的难题，简化了升船机的传动机构及控制系统，提高了运行的安全可靠性。
斜面升船机是承船厢沿斜坡轨道上下的升船机，有纵向斜面式和横向斜面式两种。纵向斜面升船机在升降过程中，船体纵轴线与斜坡道方向一致。横向斜面升船机在升降过程中，船体纵轴线垂直于斜坡道方向。如果上下游斜坡道不能成直线布置，可在坝顶设置转盘，待船舶过坝时，用以调换不同的运行斜坡道。目前世界上已建斜面升船机的型式，主要有纵向钢丝绳卷扬机牵引式、横向钢丝绳卷扬机牵引式和纵向自爬式3种。
下面介绍几座具有代表性的升船机。 1.比利时斯特勒比升船机
比利时斯特勒比升船机建成于2001年，结构型式为全平衡垂直升船机，采用钢丝绳卷扬提升，共有两线，见图1-2-4。
斯特勒比升船机提升高度为73.8m，提升重量为8800t。船厢有效尺寸为112m×12m×3.35m（长×宽×水深），过船规模为1350t。
实用文档
图1-2-4 比利时斯特勒比升船机
2.德国尼德芬诺升船机
德国尼德芬诺升船机建成于1934年，结构型式为全平衡垂直升船机，采用齿轮齿梯驱动，安全机构采用长螺母柱、短螺杆结构，见图1-2-5。
尼德芬诺升船机提升高度为36m，提升重量为4300t。船厢有效尺寸为85m×12m×2.5m（长×宽×水深），过船规模为1000t。
图1-2-5 德国尼德芬诺升船机
3.德国吕堡升船机
实用文档
德国吕堡升船机建成于1976年，结构型式为全平衡垂直升船机，采用齿轮齿条驱动，安全机构采用短螺母柱、长螺杆结构，共有两线，见图1-2-6。
吕堡升船机提升高度为38m，提升重量为5800t。船厢有效尺寸为100m×12m×3.4m（长×宽×水深），过船规模为1350t。
图1-2-6 德国吕堡升船机
4.三峡升船机
三峡升船机是三峡水利枢纽永久通航设施，用于克服三峡水利枢纽上、下游113m水位落差，见图1-2-7。作为客货轮和专业船舶过坝的快速通道，设计通过3000t（排水量）客货轮和1500t一顶一驳船队，是客货轮和特种船舶快速过坝通道，能提高三峡船闸的货运通过能力。三峡升船机为单线一级垂直提升式，承船厢有效尺寸为120m×18m×3.5m（长×宽×水深），船厢带水重量15500t。三峡升船机于2016年9月18日试通航。
实用文档
图1-2-7 三峡升船机
5.水口升船机
水口升船机是国建设的首座大型湿运全平衡钢丝绳卷扬式垂直升船机,可一次通过2×500t一顶两驳顶推船队,最大提升高度60m,承船厢外形尺寸123.0m×16.1m×6.3m（长×宽×高）,船厢带水重量5500t,是我国第一座自行设计、制造、施工和安装的大型现代化升船机。
6.亭子口升船机
亭子口升船机建成于2016年12月，过船规模为2×500t级，年通航量可达366万吨，其承船厢的外形尺寸为128.0m×16.6m×9.0m（长×宽×高），承船厢有效水域116.0m×12.0m×2.5m（长×宽×水深），承船厢结构和设备重约1950t，承船厢水体重（设计水深2.5m）约4300t，承船厢总重量约6250t。该承船厢可同时容纳两条500t级驳船，是目前国最大的钢丝绳卷扬全平衡垂直提升式升船机。
7.水力式升船机
水力式升船机是我国原创并具有完全自主知识产权的新型升船机，在国外升船机建设史上也尚属首创。与国外传统升船机相比，该升船机首次采用水力驱动代替传统电机驱动方式，依靠水力驱动并自动适应荷载变化实现稳定平衡，不仅大大简化了传动机构及控制系统，还提高了运行的安全性、可靠性和适应性。工程于2007年11月开工建设，2016年11月15日试通航。该升船机采用一级布置、水力垂直提升、湿运过坝的方式，最大提升高度66.86m。上游通航水位在591.00m～602.00m之间，下游通航水位在536m～539.4m之间。通航流量为800m/s～2700m/s。过坝船舶船型尺寸控制在：50m×8m×1.75m（长×宽×吃水），通航净空高度为8.0m，过船吨位500t，升降时间全程约17min，年货运量124.5万吨。
3
3
实用文档
二、船闸及升船机组成及功能 （一）船闸的组成及功能
船闸是世界上主要的通航建筑物，它利用向两端有闸门控制的水工建筑物充、泄水，以升降水位，使船舶能克服航道上的集中水位落差。
船闸主要由闸首、闸室、输水系统、上下游引航道、口门区、连接段、靠船墩等水工建筑物，闸阀门及其启闭机械、电气控制等机电设备，助导航、运行管理等附属设施及生产、生活辅助建筑物等组成。有的船闸还应包括前港和远方调度站等。
闸首是将闸室同上下游航道隔开的挡水建筑物，分上闸首和下闸首。闸首上设有工作闸门、检修闸门、输水系统、闸门和阀门的启闭设备等。闸首通常采用整体式钢筋混凝土结构，边墩和底板刚性连接在一起。
闸室是由船闸的上、下闸首和两侧的闸墙及闸底板围成的空间。闸墙上设有系船设施，供船舶在闸室停泊时系缆用。过闸船舶在闸室中随着闸室水面升降而升降。闸室一般采用钢筋混凝土结构。闸墙和闸底板有刚性连接在一起的整体式结构和不连接在一起的分离式结构两种。
输水系统是船闸从上游向闸室充水和从闸室向下游泄水，控制船舶（队）在闸室升降以克服枢纽上、下游水位落差的重要设施，是决定船闸运行安全和效率的重要因素之一。船闸输水系统的充、泄水时间，闸室的停泊条件和廊道、阀门及其启闭机械设备工作的安全可靠性，是评价船闸输水系统技术水平的十分重要的指标，三者既相辅相成，又相互制约。输水系统主要水力学指标的好坏，是船闸工程建设是否成功的重要标志之一。
闸门和阀门包括工作闸门和输水阀门。工作闸门是设在上、下闸首上的活动挡水设备。在闸首前后水位齐平时启闭，运转较为频繁，要求操作灵活，启闭迅速。常用的门型有人字闸门、平板升降闸门、横拉闸门、扇形闸门（又称三角门）等，以人字闸门应用最广。输水阀门设在输水廊道上，用来控制充泄水时的流量。它是在水压力作用下开启的，要求结构简单，启闭力小，操纵方便。常用的门型有平板提升阀门和反向弧形阀门。
引航道是连接船闸和主航道的一段过渡性航道，分上游引航道和下游引航道，其平面形状和宽度、水深要能使船舶安全迅速地进出闸室。引航道口门区水流流向与流速要能满足船舶安全进入和驶出的要求，并防止泥沙由于回流的作用而淤积在引航道上。对于大型船闸，这两者通常要进行模型试验来研究确定。引航道一般设有导航建筑物和靠船建筑物。导航建筑物多为不透水的导航墙，紧靠闸首布置，用以保证船舶安全进出闸室。靠船建筑物供等待过闸的船舶停靠用。
（二）升船机的组成及功能
升船机是通过动力驱动船厢升降，以克服航道上的集中水位落差的一种通航设施。通俗讲，升船机就是建在通航河流上的为克服水位落差供船舶乘坐的电梯。与船闸相比，升船机可适应较大的水头、基本不耗水。
船闸及升船机基本知识
