升船机(通航建筑物)

升船机（英文名：ship 升力，合肥港：举船机）是一种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。

公元前600年，古希腊科林斯城邦的国王庇里安多斯在科林斯地峡间建造了一条6公里长的航行滑道，这是升船机的原始形式。此后千百年间，这种斜面升船机在古埃及、北欧以及中国等地缓慢发展。1788年，英国开特里建造的斜面干运升船机，成为公认最早的机械化升船机。1934年，德国建造了尼德芬诺垂直升船机，将升船机的技术发展到一个新阶段。20世纪50年代末，中国着手研究在三峡建设大型升船机的可行性，并在安徽寿县建成了第一座20吨级小型斜面升船机。1965年，湖北省浠水县浠水白莲河升船机的建成，开始了中国在水利枢纽上建造升船机的历史。2016年9月18日，三峡升船机进入试通航阶段。2018年5月，向家坝升船机投运，该升船机是继三峡后第二座齿轮齿条爬升式升船机。

升船机一般由承船厢、垂直支架或斜坡道、闸首、机械传动机构、事故装置和电气控制系统等几部分组成。按照承船厢的工作条件，可将升船机分为干式和湿式两类。按承船厢的运行线路，一般将其分为垂直升船机和斜面升船机两大类。升船机与船闸相比，具有耗水量少，一次提升高度大，过船时间短等优点；但由于它的结构复杂，工程技术要求高，钢材用量多，所以不如船闸应用广泛。

历史沿革

公元前600年，古希腊科林斯城邦的国王庇里安多斯在科林斯地峡间建造了一条6公里长的航行滑道，这是升船机的原始形式。此后千百年间，这种斜面升船机在古埃及、北欧以及中国等地缓慢发展。工业革命以前，升船机的驱动主要依靠省力滑轮、配重块，通过水力、人力或畜力等加以驱动。

18世纪60年代，工业革命在英国兴起，对运输业的需求大增，升船机和船闸的建设得到迅速发展。1788年，英国开特里建造的斜面干运升船机，成为公认最早的机械化升船机。18至19世纪，出现了多种形式的升船机，平衡系统也被逐渐广泛应用，以减小提升功率，但这一时期的升船机提升高度大都在15米以下，船舶吨位一般在100吨以下。

1934年，德国建造了尼德芬诺垂直升船机，将升船机的技术发展到一个新阶段，后续建设的升船机提升的船舶吨位显著增大，提升高度增加，类型不断增多，多采用钢丝绳悬吊、全平衡垂直提升式。20世纪50年代末，中国着手研究在三峡建设大型升船机的可行性，并在安徽寿县建成了第一座20吨级小型斜面升船机。1965年，湖北省浠水县浠水白莲河升船机的建成，开始了中国在水利枢纽上建造升船机的历史。

1993年，三峡升船机作为三峡枢纽工程初始设计中的一个建设项目，初步设计通过审查。1995年5月，国务院三峡建委基于安全可靠性的考虑决定缓建三峡升船机，重新进行方案比选及论证设计。2003年，三峡建委同意三峡升船机齿轮齿条爬升方案；2015年12月，三峡升船机成功完成实船过坝试验。2016年9月18日，“长江三峡9号”客轮驶进三峡升船机，标志着三峡升船机正式进入试通航阶段。2018年5月，向家坝升船机也投运，其最大提升高度114.2米，一次提升重量约8150吨，是继三峡后第二座齿轮齿条爬升式升船机。

基本定义

升船机又称“举船机”，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。

工作原理

升船机的工作原理与船闸的工作原理基本相同。船舶通过升船机的主要工作程序为：当船舶由大坝的下游驶向上游时，1、先将承船厢停靠在厢内水位同下游水位齐平的位置上；2、操纵承船厢与闸首之间的拉紧、密封装置，并充灌缝隙水；3、打开下闸首的工作闸门和承船厢的下游厢门，并使船舶驶入承船厢内；4、关闭下闸首的工作闸门和承船厢的下游厢门；5、将缝隙水泄除，松开拉紧和密封装置，提升承船厢使厢内水位与上游水位相齐平；6、开启上闸首的工作闸门和承船厢的上游厢门，船舶即可由厢体驶入上游。当船舶由大坝上游向下游驶入时，则按上述程序进行反向操纵。

组成及作用

升船机的组成，一般有承船厢、垂直支架或斜坡道、闸首、机械传动机构、事故装置和电气控制系统等几部分。

参考资料

主要类型

按照承船厢的工作条件，可将升船机分为干式和湿式两类。干式也称干运，是指将船舶置于无水的承船厢内承台上运送；湿式又称湿运，是指船只浮于有水的承船厢内运送。由于干运时船舶易于碰损，已较为少用。

按承船厢的运行线路，一般将其分为垂直升船机和斜面升船机两大类。垂直升船机，是利用水力或机械力沿铅直方向升降，使船只过坝:而斜面升船机，船只过坝时的升降方向（运行线路）则是沿斜面进行的。下面仅对这两类升船机的特点予以简介。

垂直升船机

垂直升船机按其升降设备特点，可以分为提升式、平衡重式和浮筒式等形式。

1、提升式升船机

提升式升船机类似于桥式升降机，船只驶进船厢后，由起重机进行提升，经过平移，然后下降过坝。提升式升船机的主要特点是动力较大，一般只用于提升中小船只。

2、平衡重式升船机

平衡重式垂直升船机，是利用平衡重来平衡承船厢的重量。提升动力仅用来克服不平衡重及运动系统的阻力和惯性力，运动原理与电梯相似。其主要优点是:可节省动力，过坝历时短、通航能力大、耗费电量小、运行安全可靠，进出口条件较好。但是工程技术较复杂，工程量较为集中，耗用钢材也较多。

3、浮筒式升船机

浮筒式升船机，其特点是将金属浮筒浸在充满水的竖井中，利用浮筒的浮力来平衡船厢的总重量，提升动力仅用来克服运动系统的阻力和惯性力。这种升船机的支承平衡系统简单，工作可靠。但是，提升高度因受到浮筒所需竖井深度的限制，其提升高度不宜太大，并且，一部分设备长期处于竖井的水下，检修较为困难。

斜面升船机

斜面升船机，是在斜坡上铺设升降轨道，将船舶置于特制的承船车中干运或在承船厢中湿运过。这种升船机按照运行方式不同，可以分为牵引式、自行式（或称自爬式）；按照运送方向与船只行驶方向的关系，又可分为纵向行驶和横向行驶两种。其中，牵引式纵向行驶的升船机应用最为广泛。斜面升船机一般由承船厢、斜坡轨道和卷扬设备等部分组成。为了减小牵引动力，斜面升船机多设置平衡重块。

适用条件

升船机作为通航建筑物，其形式确定主要取决于水头的大小、地形、地质条件、运输量、运行管理条件等，应经过技术经济比较后进行确定。

通常情况下，船闸的运行安全可靠，运输量比较大，运输费用低，建造和管理经验都较成熟。但是，船闸的运用耗费水量较多，其工程造价随水头的加高而显著加大。升船机的投资主要取决于提升重量，而提升高度影响较小，耗水量很小，水头较高时兴建升船机可能比建多级船闸有利，但是，其机械设备较为复杂，过船吨位易受到限制。一般斜面升船机比垂直升船机经济，施工、管理、维修也方便，但是，它需要具有适宜的地形条件，水头高时运行路线长，运转周期较长，运输能力较小。

一般来说，水头在10m以下时，选用船闸较为合理；水头在10~40m时，可考虑单级船闸或升船机：水头在40~70m时，可考虑多级船闸或升船机，应进行经济比较确定；水头超过 70m时，一般应选用升船机。在中、小河道上，如船只少，吨位较小，宜采用斜面升船机，可能较为经济。当运输量大、保证要求高，采用单级船闸或升船机难于满足要求时，可以采用双线甚至多线船闸或升船机。

优点与缺点

升船机与船闸相比，具有耗水量少，一次提升高度大，过船时间短等优点；但由于它的结构复杂，工程技术要求高，钢材用量多，所以不如船闸应用广泛，通常只有具有岩石河岩的高、中水头枢纽、且建造升船机较之建造多级（或井式）船闸更经济合理的情况下采用。