1、19第八章升船機第一節升船機的類型及其工作原理一、升船機的特點升船機和船閘一樣，都是用來克服航道上的集屮落差，以便船舶順利通過的通航建筑物。升船機和船閘的根本不同點是：船閘是直接借閘室的水面升降，使停泊在閘室內約船舶完成垂直運動；升船機則是用機械的方法，升降裝載船舶的承船廂，以克服集屮落差。因此。兩者在結構及設備方面，均有所不同。這首先表現在建筑物的軀體結構上。船閘和升船機的軀體，都是用來完成船舶升降克服集中落差的。船閘的軀體結構是固定的閘室，而升船機的軀體結構，則由運動部分和固定部分（承船廂的支承導向結構）所組成（圖8-1） o圖8-1升船機示意圖為了實現承船廂的升降，保證運行的安全，在升船

2、機的軀體結構上設置有下列設備：驅動承船廂升降的驅動裝置；在事故狀態下，阻止承船廂運動并支承船廂的 事故裝置；減少驅動功率的平衡裝置；實現承船廂與閘首銜接的拉緊、密封、充、 泄水等設備；保證承船廂在運行過程屮平穩的支承導向設備等。此外，還沒有相應 的輸、配電及控制系統等電氣設備。升船機的閘首，和船閘一樣，也是把軀體與上下游航道隔開的擋水建筑物，銜接承船廂與航道，保證船舶在兩者之間安全可靠地進岀。不同的是，在升船機的閘首上沒有復雜的輸水系統，同時閘首的工作條件，只受上游或下游水位的影響。至于升船機的引航道和前港，則與船閘幾乎是完全相同的。與船閘相比，升船機有以下特點：1. 在運轉時基本上不耗水，在

3、水量不充沛的河流和運河上，建造升船機較為有2. 升船視的升降速度遠較船閘閘室灌泄水速度快，船舶通過升船機所需的時間較船船通過船閘的時間要短；3. 在高水頭的通航建筑物屮升船機的造價一般較?。?. 機電設備是保證升船機安全運行的一個重要部分，升船機的建造與安裝要求有較高的設計與工藝水平。各國建設和科研工作經驗表明：當水頭在70m以上，宜建造升船機；水頭在4070m之間應進行升船機與船閘的比選；在 40m以下，采用船閘通常比升船機優越。升船機的建造已經有 200多年的歷史，由于整個工業水平的限制，18世紀末和19世紀初建造的升船機，無論提升高度或通過船舶的噸技均較小，一般在100t以下，提升高度大

4、都在 15m以下。20世紀30年代德國尼德芬諾垂直升船機建造以來， 升船機發展到一個新階段，提升高度和船舶的噸位顯著增大，類型也不斷增多。60年代以來，隨著整個工業水平提高，西德、蘇聯、比利時、法國均相繼建造了一些大型的現代化的升船機；通過的船舶噸位可達 13502000(,提升高度到百米以上。1949年以來，我國因地制宜建造了六十余座升船楓，其屮絕大多數升船機通過船舶的噸位在50以下。50年代以來開始進行現代化大型升船機的研究和設計工作。二、升船機的類型升船機的類型很多，大體可分為以下幾類：根據承船廂載運船船的方式，升船機可分為干運和濕運兩類。濕運升船機是將承船廂充水，船舶浮載在承船廂內水體

5、上。干運升船機則是船舶支承在承船廂的承 臺上。干運升船機因不需要浮載水，升船機運動部分總重減小，可以減少升船機的 驅動裝置的驅動功率，并使升船機閘首，支承導向結構及其相應的設備簡化，但對 船體結構不利。一般只用于船舶噸位不大的情況，多為小型斜面升船機。濕運升船 視運動部分的總重量較大，但不論每次通過船舶噸位大小如何，這個總重量是不變 的，便于采用平衡設備，減少驅動功率；同時在運轉過程屮，船舶浮載在水上，船 體的受力狀態沒有變化。因此，現代建造的通過數百噸以上船舶的升船機均為濕運。根據裝載船船的承船廂的運行方向，升船機可分為垂直升船機和斜面升船機兩大類。斜面升船機的承船廂接斜坡道作升降運動，其支

6、承導向結構為傾斜的軌道（圖8-1 a. b）o垂直升般機的承船廂，則沿垂直方向升降，其支承導向結構是直立的支 架（圖 8-lc） o斜面升船機和垂直升船機相比，在結構施工方面的技術問題較為簡單，由于承船廂 是在地面上行駛，事故裝置比較簡單，對地基的要求較低，抗地震能力較好。但其適應水位變化的能力較低；在提升高度大的情況下，線路長，通過能力受到限制；變速行駛影響船舶在承船廂內停泊的平穩。垂直升船機需要建造高大的支架，或開挖很深的豎井，同時還須建筑高大的閘首，其技術問題較復雜，但它易于適應上、下游水位的變化，通過能力較高。應當指出：升船機的選型，與當地的地形地質、水文條件、樞紐總體布置、航道的客貨

7、運量、船舶噸位以及機電、建筑結構的工藝水平等有密切關系，須經技術經濟比較 分析來決定。第二節斜面升船機一、斜面升船機的型式斜面升船機一般由載運承船廂的承船車，供承船車行駛而鋪設的斜坡道，驅動承船車 的驅動機構，電氣控制系統以及閘首等構成。斜面升船機載運船舶的承船車沿斜坡軌道作 升降運動。一面按上、下游是否均設置斜坡道可分為一面坡斜面升船機和兩面坡斜面升船機。坡斜面升船機系指只在擋水閘壩的下游設置斜坡道的升船機（見圖8-2）o圖8-2 一面坡斜面升船機它一般用上、下閘首將承船車、斜坡道等主體結構與上、下游航道隔開，承船車沿斜坡道上下行駛。也有只在上游端設置閘首，而在下游端不設閘首，承船車沿斜坡道

8、直接 駛入下游航道，至承船廂內水面與航道水面齊平時，開啟承船廂的廂頭門，船舶駛進（岀） 承船廂。兩面坡斜面升船機系在擋水閘壩上、下游均建有斜坡道的升船機，承船車 均直接下水。承船車由上 （下）游航道進入上（下）游斜坡道，沿斜坡道駛向壩頂并進入轉 盤，借助轉盤旋轉將承船車轉向，使其沿下（上）游斜坡道下駛，直接駛入下（上）游航道的水屮。轉盤的作用是承船車過壩時能使載運的船舶保持水平，調換上、下游不同的斜 坡道。上下游斜坡道可布置在同一條直線上，也可以相互間有一個角度。根據升降船舶的方向， 斜面升船機可分為縱向斜面升船機與橫向斜面升船機。縱向斜面升船機在升降過程中，船體縱軸線與斜坡道的方向一致；橫向

9、斜面升船機在升降過程屮船體縱軸線則與斜坡道方向垂直。縱向斜面升船機的斜坡道寬度可比橫向斜面升船機窄，導引比較簡單，適于建造在地形較坦的地區，其坡度一般在1： 10-1： 25之間。橫向斜面升船機的斜坡道長度較縱向斜面升船機為短，但斜坡道寬度及軌道數均較縱向式為大。在工程實際屮，一-般多采用縱向斜面升船機。斜面升船機的驅動方式有自行式和鋼繩卷揚曳引兩種。前者是將驅動動力裝置設在承船車上；后者是在坡頂設置卷揚機用鋼繩曳引承船車升降。為減少驅動功率，有的升 船機還設置沿斜坡道升降的平衡重來均衡承船車的運動重量，此時驅動機構只需克服運 動系統的阻力。目前世界上最犬的縱向斜面升船機為前蘇聯1967建成的

10、克拉斯諾雅爾斯克升船機（圖8-3）,它克服水位差101m ,最大升程115m，該升船機為兩面坡式，上、下游斜坡道坡度均為1： 10,上游坡道長度為306m,下游為1196m。上、下游斜坡道交會處設有直徑105m、坡度為1： 10的轉盤。根據地形條件，兩斜面坡道布置在夾角140的折線上。承船廂尺寸為 90mX18m X 2.5m,可通過1500t船舶，當廂屮水深3.3m時，可供2000t船舶通過，承廂加水重為 6700to圖8-3克拉斯諾雅爾斯克縱向斜面升船機1轉盤；2 軌道；3 承船廂由于上下游水位變幅分別為 13m和6.3m,因而采用能直接下水的承船車。承船車 利用齒輪沿齒軌滾動的方式運行，

11、4排齒軌固定在斜坡道上的鋼筋混凝土軌道梁上，相應地在承船車上設置了 4排156個齒輪，由18部高壓油泵和156部75kW的電動機驅 動，在電動機的轉動軸上設有制動器，以便事故時剎車制動固定承船車。斜坡軌道的軌 道梁上設有滑線，作為供給自行式承船車電源用，當承船車下滑時，可以反饋部分電能。承船車起動與停止階段的加速度為0.008m/ s2,上行速度為1.0m/ s,下行速度為1.38m/ So船舶通過升船機的時間是 98min 0目前世界上最大的橫向斜面升船機為1967年建成的法國阿爾茲維累升船機（圖84）。該升船機為一面斜坡式，上、下閘首之間的斜坡道的長度為 108.45m ,坡度為41%,克

12、服水頭差44.55m o承船廂的有效尺寸為長40.4m,寬5.22m,水深2.523.2m ,船廂加水總重約900(,船廂自重240(,可承運 350(級船舶。船廂有主承臺車 8組；共有 32個車輪在2條雙軌斜坡軌道上運行，軌距為 25.72m。平衡重在承船廂下面運行，平衡 重車有2個，每個重約 4401,其支承機構與船廂相同，其軌距為10.40m。船廂與平衡重由24根直徑28mm的鋼絲繩相連，鋼絲繩的一端通過液壓平衡系統與船廂相連，為 -端繞過卷揚機構的摩擦卷筒后與平衡重車相連。卷揚機構為兩臺雙摩擦卷筒，直徑23.3m ,由兩臺直流電動機(100HP)驅動。承船廂運行速度0.6m / s,加

13、速度為0.02m / s 往返一次歷時4Omin o傳動機構高速軸上設有電磁閘瓦制動器，卷筒上裝有重錘式空氣制動器為安全制動器。圖8-4阿爾茲維累橫向斜面升船機1 軌道；2 平衡重；3 承船廂1973年法國在加龍支運河的蒙特西地區建造的水坡升船機，是世界上第一座水坡升船機。它沒有承船廂，而是利用一塊寬6米、高4.35米的活動擋板，推動一段長 125米，高3.75米的三角形水體，沿著坡度為3度的矩形鋼筋混凝土水槽向上、下游運行，推動楔形水體上升或下降，從而使浮在楔形水體上的船舶作升降運動?？朔^為13.3米。能通航38.5X5.5X 5.5米的350噸的船舶?；顒訐醢逵稍O在矩形槽兩側的柴油一電

14、 力機車驅動。兩臺機車有電氣同步系統使之同步運轉。坡長443米，全程約需6分鐘。活動擋板兩側和底部設有止水設備，以防止與矩形槽之間的間隙漏水。圖8-5為水坡式升船機的運行原理圖。水坡式升船機不需要承船廂，建造費用較省，在運行過程中水面 波動較小，運行速度快，但運轉費較高，適宜建在水位變幅小，過壩船型以自航駁為主 的航道上。我國根據水坡升船機的原理，于70年代后期先后在安徽的龍灣、江蘇的沐陽建造了水坡升船機。圖8-5水坡式升船機示意圖二、斜面升船機設計斜面升船機的基本尺度主要是指斜面坡度、承船廂尺寸、閘首尺寸等。1. 斜面坡度斜面坡度直接影響著工程造價、營運費用及運轉條件。在選擇時應考慮以下一些

15、因素：首先應考慮承船廂的驅動方式，當為自行方式時，采用較緩的坡度，一般為1： 101： 20；當采用齒軌爬升時可用較陡的坡度；當依靠行輪與軌道Z間摩擦力運行時，應取較緩的坡度；當采用鋼繩曳引時，坡度可以較陡，一般為1： 51： 10,其最小坡度要保證靠重力的分力能使承船廂自動下滑。其次，對于縱向斜面升船機和橫向斜面升船機，采用的坡度也不同，橫向斜面升船機的坡度，一般在1： 21： 8的范圍以內，其 坡度的大小應根據斜坡的穩定來決定。第三，要考慮升船機載運船舶的大小，一般通過 船舶的噸位較大時，采用的坡度較緩，通過的船舶噸位較小時，采用的坡度可以較陡。第四，應考慮地形條件，避免過大的挖方與填方。

16、不難理解在一定條件下，若選用的坡 度較陡，雖可減少開挖土方的數量，縮短坡道長度從而減少軌道部分的投資，但將使承 船廂及閘首結構的工程量加大，并將增大驅動功率，從而增加運轉費用。反之，采用的 坡度較緩，雖可減少運轉費用，降低承船廂及閘首結構的投資，但又將增加軌道部分的 工程量。因此合理的坡度，只有在考慮到上述有關因素，對土建投資和運轉費用進行綜 合比較后，才能確定。2. 承船廂的結構斜面升船機承船廂的構造方式，根據運船方式和承船廂與斜架車的關系而定。斜面升船機的承船廂一般是一個連續的剛性結構，支承行走設備采用輪系系統，圖8-6即為這種型式的一例。這種支承行走機構構造簡單，常用4臺平衡小車的輪系系

17、統。當承船廂尺寸較大時，可采用等距多支點的平衡小車。但由于鋪軌不平整、輪系制造和安裝的誤差、輪軸機構的彈性變形和軌道基礎的不均勻沉陷等，均可能導致輪壓不定，引起 承船廂結構內力的變化、運行阻力不均以及運行過程中產生的振動等問題。在設計大型斜 面升船機時，為使支承行走機構能適應軌道的不平整等情況，并能在運行中將承船廂的荷載和橫向擺動力均勻傳到每臺小車和行輪上，在工程實踐中曾提出把承船廂在縱向 分段，每段支承在4點上，各段剛性的廂體結構與支承行走機構間設置緩沖設備，以調整作用在支承行走機構上的荷載。但該方案段與段Z間的連接較復雜，濕運時容易漏水。因此目前的承船廂一般還是采用連續剛性結構，而通過設置

18、輪壓平衡系統，用以保證各支點荷載 及每一個支點內各輪輪壓相等。圖8-6承船廂橫剖圖a）濕運的船廂結構；b）干運的船廂結構3. 承船廂尺寸承船廂尺寸包括有效尺寸和外輪廓尺寸。濕運時承船廂的有效尺寸， 系指充水空間的有效長度lk、有效寬度bk和有效水深hk等，它們決定于設計船型的尺寸、船舶進岀廂的方式和速度以及經濟要求等。承船廂的外輪廓尺寸，在滿足所要求的有效尺寸的前提下，根據承船廂的構造、使用要求、強度和剛度條件等決定。當承船廂與斜架車連接 成整體結構時，其上游端的廂頭高度主要與水位的變化及其適應方式，承船廂廂頭閘門的形式以及承船廂的支承行走機構的形式等有關（見圖8-7）,可按下式確定：(8-h

19、B =hk +hs + hj+hoh+Ah0 一一支承行走系統要求的結構高度,m；其值取決于支承行走系統在廂頭附近1)式屮hk承船廂內的有效水深，m；hs設置廂頭閘門門庫所需的結構高度，m；其值視門型及門庫的設置方式而定；hc構造要求的咼度，m；的結構要求;Ah承船廂的超高，m；當承船廂起船閘的作用，以適應水位變幅時，此超高應根據水位變化情況來定，在一般情況下，Ah應大于承船廂在剎車過程屮可能產生的水面壅高。圖8-7廂頭結構高度圖根據華西里也夫的研究， 當廂屮無船時，承船廂突然停止所產生的水面平均壅高值hi 為:(8-2 )式中：Vx承船廂運動的水平分速度，m/ s；g重力加速度，m/ s2o

20、當承船廂屮有船時，廂頭門端的最大水面壅高值Ahm ,及靠近船首處的水面最大壅高值Ahc ,分別為:(8-3)Ahm = ( 2mc- lphOkme =j1 + ：（1_ A）（l 丄） bk式屮：be 船寬，m；X 一一船中橫斷面浸水斷面面積，m?；bk承船廂的有效寬度，m； k承船廂的充水斷面面積，m?。當承船廂以等加（減）速度停車，并且制動時間大于或等于半個波動周期時，在承船 廂兩端的水面最大壅高（降低）值AhN :1 .a cos QAhN = （ 8-4）+ 0g a sin式屮：1承船廂沿運動方向的水面長度，9斜坡道的坡度，（）；a 承船廂的等加（減）速度，m/ s2o承船廂下游端

21、的廂頭高度 hH,除取決于與上游端的廂頭高度相同的有關因素外， 還與船廂沿運動方向的長度 h及坡道的坡度tan日有關，可按下式計算：hH = he+ 11 tarP（8-5）如果承船廂與其下的斜架車不連在一起，或者采用干運時， 按上述方法也不難定出承船廂和承船車的高度。關于上下閘首尺度、閘首與承船廂銜接處的尺度，以及承船廂下水時坡度末端的高程等，在已知承船廂尺寸后，可根據閘首布置及構造要求及修造船滑道等有關的類似方法加以確定。第三節垂直升船機一、垂直升船機的類型垂直升船機承船廂沿垂直方向升降要克服重力作功。當采用濕運方式時，承船廂的運動重量力（包括廂體自重力和廂內水重力）很大，驅動功率也大。因

22、此，垂直升船機多采用平衡承船廂運動重量力的平衡裝置。不同平衡系統構成了不同型式的 垂直升船機。根據平衡方式，主要可分為均衡重式垂直升船機、浮筒式垂直升船機 以及利用水壓來平衡承船廂運動重量力的水壓式垂直升船機。均衡重式垂直升船機（圖8-8a）,是垂直升船機中最早出現的一種型式。它采用與承船廂運動重量力相等的平衡重作為承船廂的平衡系統。驅動機構僅需克服整 個系統的運動阻力，使承船廂垂直升降。平衡重力與承船廂之間多以繞過繩輪的鋼 纜來連接。浮筒式垂直升船機（圖8-3b）,是利用淹沒在浮筒井中的浮筒的浮力來平衡升船機承船廂等的運動部分（包括承船廂、浮筒及支撐等）的重量力。承船廂通過支與浮筒連接成一個

23、體，在驅動機構驅動下，作升降運動，驅動機構也僅需克服整個系統的運動阻力。水壓式垂直升降機（圖8-8c）是利用作用在活塞上的水壓力來平衡升船機運動部分的量力。為避免設置專門產生水壓力的設備，通常是建雙線，兩線活塞缸用連接管連通傳遞水壓。在驅動機構的驅動下，一線承船廂上升，另一線承船廂則下降。1 支架;2-平衡重;3-繩輪;4浮筒;5活塞;6-承船廂圖8-8垂直升船機示意圖二、垂直升船機的設計垂直升船機水工建筑物主要由上下閘首、承船廂室及承重塔柱組成。1. 升船機的閘首升船機的閘首，是將升船機的承船廂、支承導向結構等軀體結構與上、下游航道隔 開的擋水建筑物。根據運轉要求，閘首上一般設有閘門、閘首的

24、輸水系統、承船廂的充泄 水設備、承船廂室的排水系統、閘首與承船廂的連接設備、交通和管理房屋等。升船機閘首一般設置兩道閘門，即工作閘門與檢修閘門。上閘首的檢修閘門通常兼作事故閘門，工作閘門一般與承船廂直接銜接。下閘首檢修門設在工作門的下游側，供工作門檢修時使用，當發生洪水時檢修門還可阻擋下游洪水，使其不至淹沒承船廂室。閘首上的工作閘門的形式很多，一般分為單一的整體式閘門和由過船小門與擋水門 組合的組合門兩類。工作閘門門型選擇與上、下游河段的水文條件，閘首與承船廂的連接 方式有關。當上、下游水位變幅較小時，多用單一的整體式閘門，常用的門型有提升式平 面閘門和臥倒閘門等。當上、下游水位變幅較大時，若

25、采用單一的整體式閘門，則會加大經常啟閉運轉的門體的尺寸，增加承船廂廂頭的高度，因此多采用由過船小門與擋水門組合的組合門，在工作門下部增設疊梁門來調整工作門的高度，以便適應變化后的上游水位，使承船廂能與調整后的工作門及變化后的上游水位實現對接過船。工作門 的起吊和疊梁門的增減，一般用設在閘首的橋式啟閉機進行操作。根據承船廂與閘首的相互關系，組合門又可分為兩種體系：當承船廂伸進閘首時，工作閘門采用過船小門和擋水門構成的組合門 （圖8-9a）；當承船廂不伸進閘首時，工作 閘門采用過船小門、擋水門和渡槽構成的組合門 （圖8-9b） o擋水閘門可看作是一活動閘首，主要起擋水作用。當為前一種形式時，在擋水

26、門上部設有由過船小門控制啟閉的通航 孔口。過船小門是工作閘門中經常運轉部分，擋水門僅在水位變化超過過船小門所能適應 的幅度時才調整升降，以保證通航孔口有足夠的通航水深。當為后一種形式時，過船小門與渡槽組成過船部分，此時通航孔口設在渡槽上。渡槽也可看成是一段特殊形狀的擋 水門，跨在擋水門上，其迎水面與擋水門具有同一止水輪廓，位于同一平面，其背水面伸至閘 首端，以便與承船廂銜接，過船小門即設在這一端。圖8-9閘首工作閘門的布置a）船廂伸進閘首；b）船廂不伸進閘首過船小門通常采用提升式平面閘門或臥倒閘門。過船小門的高度除滿足通航水深的要求外，尚應有一定的調節富余高度。此富余高度不宜過小，以免需要經常

27、調整升降擋 水門，但又不宜過大，否則將增加運轉費用。一般根據上、下游水位情況和運轉方面的 要求而定，通常在1.5m左右。承船廂伸進閘首的連接方式，可以簡化工作閘門的構造，節省渡槽結構。但將增加工作閘門的跨度，對平衡重沿承船廂長度均勻布置的均衡重式垂直升船機，可能影響承船廂正常運轉時的受力條件。因此，承船廂是否伸進閘首，工作閘門采用哪種形式，應視升船機的形式與支架的布置，上、下游的水位情況以及過船小門的形式等條件而定。組合式工作閘門，通常是在無壓下啟閉，并采用機械止水，以減少啟閉力和保證止水密封。當需要調整升降時，先關閉工作閘門前的輔助閘門，泄空工作閘門前的水體，松開工作閘門的止水，使閘門處于無

28、壓的情況，然后開始調整升降。待調整完畢，重新將止水壓緊在閘門上，進行充水，開啟輔助閘門，升船機又重新開始運轉。因此，當工作閘門為組合門時，閘首上的檢修閘門可以兼作輔助閘門。閘首的輸水系統用來充、泄工作閘門與檢修閘門Z間的水體，以便進行工作閘門的檢修 工作和在無壓情況下啟閉工作閘門，i般采用自流的輸水管道。為了保證承船廂的正常運轉，便于向承船廂補水，一般在上閘首上還設有泵站和充水 管道。承船廂室的排水系統包括水泵站、管道及明渠等。閘門與承船廂的連接設備是指承船廂的拉緊裝置、充泄水裝置、密封裝置等，它們是否設置在閘首上以及如何設置均視這些設備的形式及其與閘首的關系確定。上閘首與引航道之間的連接方式

29、主要決定于地質條件。由于升船機克服的水位差常很大，因此上閘首頂至升船機室底面的高度也就很大。在軟土地基上，一般多用渡槽結構把閘首與引航道連結起來；在巖基上，可建襯砌墻，閘首就建在襯砌墻上，與襯砌墻 連成一體，也可采用渡槽來連接。當升船機位于水利樞紐時，若升船機軸線經過大壩，且壩底高程與升船機室底的高程基本一致，則可采用上閘首與壩結合的方式，兩者共同組成擋水線，將設置上閘首的壩段的下游面作成垂直面，以實現與承船廂銜接。若壩底高程與升船機室底高程相差較大， 則可用渡槽銜接。2. 承重塔柱承重塔柱是升船機的承重設施，升船機的機房、提升設備、承船廂、平衡重等巨大重量均由它承擔。它對稱布置在上、下閘首中

30、軸線的兩側，是連接上、下閘首的水工建 筑物。塔柱頂部設機房，機房底板將兩側塔柱頂部連成一體，機房內安裝升船機的提升 設備，平衡設備以及供升船機設備檢修用的起重設備等。承重塔柱底部為嵌于基巖的實體混凝土，屮部為鋼筋混凝土整體澆筑的空腹柱體， 升船機的平衡重懸吊在塔柱的空腹屮。3. 承船廂承船廂室是由上、下閘首（包括工作門）和兩側承重塔柱圍成的空間， 升船機運行時， 承船廂便在承船廂室內作垂直升降運動。承船廂是升船機的重要組成部分，是升船機的容船設施。它由主縱梁、主橫梁、小縱梁及U形面板焊成，為一凹槽形薄壁鋼結構體。承船廂兩端各設一扇臥倒門 （或弧形門），臥倒門底部與承船廂凹槽底部較接，臥倒門兩

31、側設有液壓啟閉裝置，承擔臥倒門的開啟和關閉操作。兩端臥倒門關閉時，承船廂便成 為四周封閉的水容器。與上、下游對接時，上游側或下游側臥倒門開啟，船舶便可駛出 承船廂。為保證承船廂與上、下游閘首對接時接觸緊密不漏水，須在承船廂兩端布置對 接密封裝置，該裝置呈 U形將臥倒門圍在其中。它由 U形密封框、導向輪、伸縮式 U 形橡膠止水密封圈、液壓油缸、液壓裝置等組成。承船廂與上、下游閘首對接時，壓力油充入對接側密封裝置的液壓油缸，推出U形密封框，使伸縮式 U形橡膠止水密封圈與上或下游閘首工作門接觸頂緊，沿臥倒門外圍封閉了承船廂與上或下游閘首工作門端面之間的間隙，使其不漏水。然后充水裝置向被圍困的間隙充水

32、，當間隙里的水位與承 船廂及上或下游航道水位持平時，便可開啟承船廂對接側臥倒門和上或下游閘首工作門上的臥倒門，實現承船廂與上或下游航道的連通，船舶便可出入承船廂。退出對接時，先關閉承船廂對接側臥倒門及上或下閘首臥倒門，然后排掉被U形密封圍住的承船廂對接側臥倒門與上或下閘首工作門上的臥倒門之間的水，在液壓裝置的作用下，U形密封框縮回，升船機方可升降。(1)承船廂基本尺度承船廂為升船機屮用于裝載船舶的運載工具。濕運時，承船廂為一上部開口的槽形廂體，兩端設有閘門(稱廂頭門)，廂內盛水，船舶浮載在廂內的水體上。干運時，承船廂為一具有彈性支墊的承臺。承船廂的有效尺寸，即廂體的有效長度、有效寬度和有效水深

33、決定于設計船型的尺寸，船舶進出承船廂的方式和速度等。為了減小升船機運動重量，船隊一般都重新編解隊。在確定設計船型后，承船廂的有效長度根據船長和安全制動所需的距離而定，有效寬度和有效水深，等于船舶寬度和船舶吃水分別加上一定的富裕量。試驗研究表明：在設計船型已定的情況下，船舶進出承船廂時的水面波動程度及航行阻力的大小，均與承船廂的有效尺寸有關。如承船廂的有效尺寸定得過小，不但會增 加航行阻力，甚至可能產生水溢廂和船碰底的現象。但承船廂的有效尺寸又直接影響到 承船廂的水體重量，而廂內的水重約占承船廂總重的65%75%左右。因此，為減小升船機運動重量，要求在可能條件下，盡量減小承船廂的有效尺寸。承船廂

34、有效尺寸的確定是一復雜的問題，根據現有幾座升船機的資料，承船廂的有效尺寸與設計船型大至有 以下關系:(8-6)U =(1.02 1.06 )Lc bk =(1.05 -1.30 )BC 、hk = (110 1.50 TcWkn = = 1.5 2.0x式中Wk承船廂過水斷面面積，m2；X 船屮橫斷面浸水斷面面積，m2；U一一設計船長，m；Be 設計船寬，m；Tc設計船舶的吃水，m。承船廂的外輪廓尺寸，在滿足有效尺寸的前提下，根據結構的強度和剛度要求以及附 加設備的布置要求確定。承船廂的廂頭高度決定于廂頭門的型式，閘首與承船廂Z間的連接設備型式及布置，上、下游水位變幅的大小以及承船廂要求的超高

35、值等。以廂頭門為提升式平面閘門，連接 設備設在閘首情況（825a）為例，此高度可按式（8-7）計算確定hBh二曲 Kk + hs（ 8-7）式屮：hk承船廂內的有效水深，m；Ah承船廂的超高值，一般取 0.15m0.25m ；h *上、下游的水位變幅，hs 一一設置止水框架所需的結構高度，m。當連接設備在承船廂上時（圖8-25b）,則按下式確定：(8-8)+hc +hf式屮he 一一考慮設置機器間所需的結構高度，初步可取2.0m ,若此值小于(h +hf ),則以(h +hf 憐代替 hc ；hf考慮構造要求的富余量，約為 0.6m1.0m。若廂頭門采用其他門型時，如臥倒閘門等，則應考慮不同門

36、型對結構高度的要求。承船廂屮部的高度，除受超高和正常水深影響外，還取決于板、梁與主橫梁的連結方式及它們的結構高度。此外，尚應滿足布置機器間的使用要求。承船廂的外輪廓寬度，等于承船廂的有效寬度加兩側走道的寬度。走道寬度決定于走道和有關設備如曳引機械、驅動機械、廂頭門的啟閉機械等的布置要求，一般為1. 5m 4. 0m。a）連接設備在閘首的情況；b）連接設備在承船廂的情況圖810承船廂廂頭尺寸示意圖承船廂的總長，為承船廂的有效長度加上廂頭結構的長度。廂頭結構的長度由廂頭門與防撞設備的形式以及兩者是否結合而定。對提升式平面閘門且兩者結合時，廂頭結構的長度可取為 0.16 bk,當不結合時，廂頭長度初

37、步可定為0.25 bk o對于其他門型， 應考慮閘門啟閉時對可利用的有效長度的影響。由此可知，承船廂廂頭門的形式，不僅影響廂頭的高度，同時也影響承船廂的縱向 長度。在各種門型中，提升式平面閘門對這些結構尺寸的影響最小，它與閘首縫隙間的 泄水量也最少，但要建造高大的提門架來保證滿足通航凈空的要求。(2)承船廂的構造承船廂的總體布置，應考慮支承和平衡設備、驅動及事故裝置、縱橫向導向設備、 承船廂與閘首銜接的拉緊、密封等連接設備的布置要求。根據上述設備是否布置在承船廂上，承船廂的總體布置可分為3類： 驅動及事故裝置、承船廂與閘首的連接設備等，均不設在承船廂上。此時承船廂 的構造最簡單。 上述各種類型

38、的設備均設在承船廂上，此時承船廂的構造比較復雜。介于上述兩類之間，部分設備設在閘首，另一部分設備設在承船廂上。如尼德芬諾升船機的承船廂屬于這一類型，它的密封、充水和泄水設備設在閘首上，拉緊裝置設在支承排架上，而在承船廂上設有驅動及事故裝置。圖&11 承船廂結構示意圖I 鋪板；2橫梁；3縱梁;4 主橫梁；5 主縱梁承船廂結構多采用橋梁構造體系或船舶構造體系。在進行承船廂結構的具體布置時，應使廂體結構受力明確，保證廂體整體和局部強度與剛度的要求，以及設備的布置圖811為橋梁構造體系的承船廂結構，按傳力順序，其基本構件一般有：鋪板、橫梁、縱梁、主橫梁、主縱梁。作用在承船廂上的荷載，最后均傳至主縱梁。上述構件，在一定的垂直面和水平面內，用支撐聯系起來，以保證廂體的整體剛度。承船廂