什么是升船机?

什么是升船机?

[拼音]：shengchuanji

[外文]：ship lift

利用机械装置升降船舶以克服航道上集中水位落差的通航建筑物。在修、造船厂内用机械方法升降船舶的设备，也称升船机。

发展概况

升船机的原始雏形为在土滑道上用人工绞盘拖运小型船舶过坝的设备。最早的机械化升船机为1788年在英国凯特里建造的斜面干运升船机。此后在法国、德国、比利时等国也相继建造。18～19世纪所建造的升船机，大都是提升高度在15m以下，船舶吨位在100t以下的小型升船机，但升船机的形式日益增多，并广泛采用平衡系统，以减小提升功率。现代化大型升船机出现在20世纪。自1934年在德国建造了尼德菲诺垂直升船机以来，升船机发展到一个新阶段，苏联叶尼塞河上1967年建成的克拉斯诺雅尔斯克纵向斜面升船机，提升的船舶吨位已达1500t，最大升程已达118m。中国现有的升船机大多数为提升50t以下船舶的小型升船机，主要分布于浙江、安徽、湖南、湖北等省。湖北省丹江口升船机提升船舶的吨位为150t。升船机通常应用于水头高于40m和需要节省用水量的水利枢纽上。

组成

升船机由以下部分组成。

（1）承船厢：用于停泊船舶。

（2）垂直排架或斜坡道(或斜坡槽)：垂直排架为垂直升船机承船厢的支承和供设置导向结构之用。斜坡道和斜坡槽分别供斜面升船机和水坡升船机运行。

（3）闸首：用于衔接承船厢和上下游引航道的挡水建筑物。在闸首内设有工作闸门和拉紧、密封等设备。

（4）机械传动机构：用于驱动承船厢升降和启闭承船厢的厢门。

（5）电气控制系统：用于 *** 纵升船机的运行。

升船机的主要技术指标，包括提升船舶的载重量、最大升程、上下游水位变幅等，都是影响升船机的形式选择和构造的重要因素。

过船程序

以船舶向上游行驶为例，先使承船厢停放在厢中水位与下游水位相齐平的位置，开启下闸首的工作闸门及承船厢下游端的船厢闸门，船舶从下游引航道进入承船厢。关闭闸门和下游端厢门后，泄去船厢门与闸首工作闸门之间缝隙内的水体，松开承船厢与下闸首的拉紧装置和密封装置，在驱动装置的作用下，承船厢随之上提到上闸首。待厢内水位与上游水位相齐平时，完成承船厢与上闸首之间的拉紧、密封、灌满缝隙水等 *** 作后，开启上闸首的工作闸门及承船厢上游端的船厢门，船舶即可驶入上游引航道。等待下行过闸的船舶继而可进入承船厢，然后关闭上闸首的工作闸门及承船厢上游端的船厢门，按上述相反的程序，船舶即可自上游进入下游引航道。与船闸相比，升船机除增加承船厢停靠闸门时的拉紧、密封、充泄缝隙水的 *** 作程序外，其他程序基本相同，只是船闸闸室灌泄水程序，在升船机中被承船厢的升降所代替。

类型

按运船方式分，升船机可分为干运和湿运两大类。干运时船舶出水，支承在船厢的承台上；湿运时船舶漂浮在充水的船厢内。按运船方向分，升船机可分为垂直升船机和斜面升船机两大类。垂直升船机的承船厢，沿垂直方向升降，其支承和导向结构是直立的排架。斜面升船机的承船厢，沿斜面运动，其支承和导向结构是倾斜的轨道。（见彩图）

垂直升船机

主要有平衡重式、浮筒式和水压式三种（图1）。平衡重式垂直升船机，在垂直排架上部装设有绕以钢丝绳的滑轮。钢丝绳一端连接承船厢，另一端连接平衡重，组成一平衡系统，一上一下，彼此作方向相反的运动，驱动机械仅克服整个运动系统中的剩余阻力。浮筒式垂直升船机建有浮筒井，井内装设浮筒。浮筒顶部与承船厢底部相连，利用浮筒的浮力，平衡和支持承船厢的重量。水压式垂直升船机是依靠作用于活塞上的水压力来平衡运动部分的重量。这种升船机都建成双线，彼此的活塞缸用涵管连通，形成水压天平。在驱动力的作用下，一线承船厢下降，另一线承船厢相应上升。

斜面升船机

分纵向斜面式升船机和横向斜面式升船机两种。前者在升降过程中，船体纵轴线与斜坡道方向一致（图2）。后者在升降过程中，船体纵轴线垂直于斜坡道方向。若上、下游坡道不能成直线布置时，可在坡顶设置转盘，待船舶过坝时，用以转换运行方向。

水坡式升船机就其运行线路来说，实际上是斜面升船机的一种形式。水坡式升船机的斜坡道为倾斜的水槽，推板式闸门在推板机械驱动下，推动板前所形成的三角形水体和漂浮在其上的船舶，一起沿着坡槽移动，把船舶从一河段送至另一河段（图3）。

适用情况

平衡重式垂直升船机适用于高升程并提升大吨位船舶的情况。它可以大幅度地降低系统的升船功率，并设有地下建筑物，维修方便。其设计、制造也较浮筒式及水压式垂直升船机简单，所以应用较为广泛。目前世界上最大的平衡重式垂直升船机是1989年建于比利时中央运河的斯特雷皮－蒂约升船机，升程73m，通过1350t船舶。世界上最大的浮筒式垂直升船机是1962年建于德国的新亨里兴堡升船机，升程14.5m，通过1350t船舶。此后，由于浮筒井的建造和维修比较困难，未见继续建造。世界上最大的水压式垂直升船机，建于加拿大连接安大略湖和休伦湖的运河上，通过船舶800t。斜面升船机大多采用纵向升船机，只是在特殊的水域和陆域条件下，才建造横向斜面升船机。近代有代表性的横向斜面升船机是法国1969年建于莱茵-马恩运河上圣路易-阿尔茨维莱的双线带均衡重的斜面升船机，升程 44.5m，通过350t船舶。法国于1973年在加龙支运河上建造的蒙泰什升船机是载重350t的水坡式升船机。现代建造的大吨位升船机均为湿运。干运只是在升船机发展的初期船舶吨位不大的小型斜面升船机上使用。与垂直升船机相比，斜面升船机易于管理和维护，主要缺点是在提升高度大的情况下，运行路线过长，影响通过能力。

参考书目

华东水利学院、重庆交通学院编:《渠化工程学》，人民交通出版社，北京，1981。