GB 51177-2016 升船机设计规范

专用

人人文库

中华人民共和国国家标准

升船机设计规范

Designcodeforshiplift

GB51177-2016

主编部门中华人民共和国水利部

：

批准部门中华人民共和国住房和城乡建设部

：专用

施行日期年月日

：201741

人人文库

中国计划出版社

2016北京

中华人民共和国国家标准

升船机设计规范专用

GB51177-2016

☆

中国计划出版社出版发行

网址

：www.jhpress.com

地址北京市西城区木樨地北里甲号国宏大厦座层

：11C3

邮政编码电话发行部

：100038：（010）63906433（）

三河富华印刷包装有限公司印刷

印张千字

850mm×1168mm1/325123

年月第版年月第次印刷

201731201731

人人文库☆

统一书号

：155182·0051

定价元

：30.00

版权所有侵权必究

侵权举报电话

：（010）63906404

如有印装质量问题请寄本社出版部调换

，

中华人民共和国住房和城乡建设部公告

第1280号

住房城乡建设部关于发布国家标准

升船机设计规范的公告

《》

现批准升船机设计规范为国家标准编号为

《》，专用GB51177—

自年月日起实施其中第

2016，201741。，4.3.14、6.5.16、6.7.5

条款为强制性条文必须严格执行

（3）（），。

本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版

发行

。

中华人民共和国住房和城乡建设部

2016年8月18日

人人文库

前言

本规范是根据住房城乡建设部关于印发工程建设标

《〈2008

准规范制订修订计划第二批的通知建标号的

、（）〉》（〔2008〕105）

要求由水利部水利水电规划设计总院与长江勘测规划设计研究

，

院会同有关单位共同编制完成的

。

本规范在编制过程中编制组经广泛调查研究认真总结实践

，，

经验参考有关国际标准并在广泛征求意见的基础上最后经审

，，，

查定稿

。

本规范共分章和个附录主要技术内专用容包括总则术语

85，：、、

基本规定选型及布置建筑物设计金属结构和机械设备设计电

、、、、

气系统设计消防及火灾自动报警等

、。

本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文必须严格执行

，。

本规范由住房城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释

，

水利部负责日常管理水利部水利水电规划设计总院负责具体技

，

术内容的解释在执行本规范过程中请各单位结合工程实践认

。，，

真总结经验并将意见和建议反馈水利部水利水电规划设计总院

，

地址北京市西城区六铺炕北小街号邮政编码

（：2-1，：100120，

以供修订时参考

E-mail：jsbz@giwp.org.cn），。

本规范人人文库主编单位参编单位主要起草人和主要审查人

、、：

主编单位：水利部水利水电规划设计总院

长江勘测规划设计研究院

参编单位：广西电力工业勘察设计研究院

中国水利水电科学研究院

河海大学

武汉船舶工业公司

·1·

中国长江三峡集团公司

武汉大学

杭州国电机械设计研究院有限公司

主要起草人：钮新强覃利明温续余于庆奎童迪

吴小宁廖乐康吴俊东招滨胡晓

汪基伟朱虹段波唐勇江宏文

汤长书彭荣生伍友富孙敏吴小云

石端伟李学安宋志忠邓东升陆辛

刘红兵梁仁强沈寿林刘辉

主要审查人：刘志明田泳源宋维邦陈厚群梁应辰

江欢成党林才赵锡锦周氐雷兴顺

姚宇坚云庆龙朱峰董博文杨类琪

扈晓雯黄文利陆景孝专用陈寅其苏海东

代诗刚张启平胥福尧马小亮刘红旗

人人文库

·2·

目次

总则…………………

1（1）

术语…………………

2（2）

基本规定…………………

3（5）

级别划分和设计标准……

3.1（5）

承船厢与承船车有效尺度………………

3.2（6）

通过能力………………

3.3（7）

选型及布置………………

4（11）

形式选择…………………专用……………

4.1（11）

总体布置………………

4.2（12）

垂直升船机布置…………

4.3（12）

斜面升船机布置…………

4.4（15）

上下闸首设备布置……

4.5、（16）

建筑物设计………………

5（18）

一般规定………………

5.1（18）

设计荷载及荷载组合……

5.2（18）

结构设计………………

5.3（21）

抗震设计………………

5.4（22）

金属结构人人文库和机械设备设计………………

6（23）

一般规定………………

6.1（23）

闸首金属结构和机械设备………………

6.2（24）

承船厢与承船车结构……

6.3（26）

主提升机和牵引绞车……

6.4（27）

驱动系统和安全机构……

6.5（32）

平衡重系统……………

6.6（34）

·1·

承船厢设备……………

6.7（35）

电气系统设计……………

7（40）

一般规定………………

7.1（40）

供配电与接地……………

7.2（40）

主电气传动系统…………

7.3（42）

运行监控………………

7.4（44）

非电量信号检测…………

7.5（47）

通航信号与语音广播……

7.6（48）

图像监视………………

7.7（49）

消防及火灾自动报警……

8（50）

一般规定………………

8.1（50）

消防……………………

8.2（51）

火灾自动报警………………专用……………

8.3（53）

附录承船厢纵倾稳定性计算……………

A（54）

附录塔柱风荷载体形系数………………

B（56）

附录承船厢设计工况与荷载组合………

C（57）

附录主提升机驱动系统牵引绞车设计工况与

D、、

荷载组合……………

（62）

附录驱动电动机功率计算………………

E（68）

本规范用词说明………………

（70）

引用标准名录…………………

（71）

附条文说明…………………

：人人文库（73）

·2·

Contents

…………

1Generalprovisions（1）

………

2Terms（2）

…………

3Basicrequirements（5）

…………

3.1Projectgradinganddesigncriteria（5）

……………

3.2Effectivescaleofshipchamberandshipcarriage（6）

………

3.3Navigationcapacity（7）

…………………

4Typeselectionandlayout（11）

……专用……………

4.1Typeselectionofshiplift（11）

……………

4.2Generallayout（12）

……………

4.3Arrangementofverticalshiplift（12）

……………

4.4Arrangementofinclinedshiplift（15）

………

4.5Arrangementofequipmentonupperbayandlowerbay（16）

……

5Civilstructuraldesign（18）

……

5.1Generalrequirements（18）

………

5.2Designloadsandloadcombinations（18）

…………

5.3Structuraldesign（21）

……………

5.4Seismicdesign（22）

人人文库……

6Metalstructureandmachinerydesign（23）

……

6.1Generalrequirements（23）

…………

6.2Metalstructureandmechanicalequipmentonbays（24）

………

6.3Shipchamberandinclinedcarriage（26）

………………

6.4Mainhoistandtowingwinch（27）

…………

6.5Rackandpiniondrivesystemandsaftymechanism（32）

……

6.6Counterweightsystem（34）

·3·

…………………

6.7Shipchamberequipments（35）

……………

7Electricaldesign（40）

……

7.1Generalrequirements（40）

………………

7.2Powersupplyandearthening（40）

………

7.3Maindrivingsystem（42）

……

7.4Operationmonitoring（44）

……………

7.5Non-electricalsignaldetection（47）

………

7.6Navigationsignalandvoicebroadcast（48）

………

7.7Videosurveillance（49）

……………

8Fire-fightingfacilityandautomaticfirealarm（50）

……

8.1Generalrequirements（50）

………………

8.2Firefacility（51）

…………专用……………

8.3Automaticfirealarm（53）

AppendixAPitchstabilitycalculationofshipchamber

…………

shiplift（54）

………

AppendixBShapecoefficientoftowerforwindload（56）

AppendixCDesignconditionsandloadcombinationsfor

……

shipchamber（57）

AppendixDDesignconditionsandloadcombinationsfor

………

mainhoistanddrivesystemandwinch（62）

……………

AppendixEPowercalculationfordrivingmotor（68）

…………

Explanationofwordinginthiscode（70）

人人文库………

Listofquotedstandards（71）

……………

Addition：Explanationofprovisions（73）

·4·

1总则

1.0.1为规范升船机设计保证工程建设质量使升船机设计技

，，

术先进安全可靠经济合理管理方便制定本规范

、、、，。

1.0.2本规范适用于新建改建和扩建的内河级升

、100t～3000t

船机设计涉及的升船机形式包括钢丝绳卷扬式垂直升船机齿

。、

轮齿条爬升式垂直升船机和钢丝绳卷扬不平衡式斜面升船机

。

1.0.3升船机设计应结合工程特点充分吸取国内外成功经验

，，

积极慎重地采用新技术新材料新设备和新工艺

、、。

1.0.4升船机设计除应符合本规范外尚应符合国家现行有关标

，专用

准的规定

。

人人文库

·1·

2术语

2.0.1升船机

shiplift

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

。

2.0.2全平衡式升船机

fullybalancedshiplift

平衡重总重与承船厢总重相等的升船机也可称为不下水式

，

升船机

。

2.0.3钢丝绳卷扬式垂直升船机

wirerop专用ehoistverticalship-

lift

承船厢通过钢丝绳卷扬机牵引实现垂直升降的升船机

。

2.0.4下水式垂直升船机

launchingverticalshiplift

承船厢需入水运行的垂直升船机

。

2.0.5齿轮齿条爬升式垂直升船机

rackandpinionvertical

shiplift

承船厢通过齿轮沿固定在塔柱上的齿条转动实现升降的垂直

升船机

。

2.0.6钢丝绳卷扬式斜面升船机

towingwinchinclinedship-

lift

承船车人人文库通过钢丝绳卷扬机牵引沿斜坡轨道升降的升船机

。

2.0.7承船厢

shipchamber

垂直升船机中运载船舶升降的设备

。

2.0.8承船车

shipcarriage

斜面升船机中用以运载船舶的设备由楔形车架和承船厢或

，

承船架组成

。

2.0.9主提升机

mainhoist

·2·

钢丝绳卷扬提升式垂直升船机中悬吊并驱动承船厢升降运行

的机械设备包括卷扬提升机构同步轴系统平衡滑轮组等

，、、。

2.0.10驱动系统

drivesystem

齿轮齿条爬升式升船机驱动承船厢升降的机械设备包括驱

，

动机构同步轴系统和齿条

、。

2.0.11牵引绞车

winch

钢丝绳卷扬式斜面升船机中卷扬机构的别称

。

2.0.12平衡重

counterweight

用于平衡承船厢重量的设备

。

2.0.13转矩平衡重

torquecounterweight

由缠绕在主提升机卷筒上的钢丝绳悬吊其重力通过对主提

，

升机卷筒施加转矩间接作用在承船厢上的平衡重

。

2.0.14重力平衡重专用

gravitycounterweight

由支承在滑轮上的钢丝绳悬吊其重力直接作用在承船厢上

，

的平衡重

。

2.0.15可控平衡重

controllablecounterweight

布置在可控卷筒上的重力平衡重

。

2.0.16额定提升力

ratedhoistforce

主提升机驱动系统和牵引绞车在升船机机械设备设计寿命

、

内克服外载驱动承船厢运行的能力

，。

2.0.17最大提升高度

maximumliftheight

升船机升降船舶的最大高度

。

2.0.18承人人文库船厢总重

grossweightofashipchamber

承船厢结构设备及与有效水深对应的水体的重量之和

、。

2.0.19允许误载水深

allowablewaterleveldifference

升船机正常运行所允许的承船厢或承船车水深与设计水深的

差值

。

2.0.20干舷高

chamberfreeboard

在设计水深条件下承船厢或承船车水面至主纵梁顶面的垂

，

·3·

直距离

。

2.0.21冲程

stroke

在承船厢或承船车工作行程的上下极限位置外预留的行程

、

余量

。

2.0.22主电气传动系统

maindrivingsystem

驱动承船厢运行的电气传动系统对由多个单元机构驱动承

。

船厢的升船机主电气传动系统是多个单元电气传动系统的统称

，。

2.0.23主传动协调控制站

coordinationanddrivecontroller

以可编程序控制器为核心按照承船厢运行过程和时序控制

，，

承船厢的启动制动协调主传动系统制动器和润滑系统等设备

、，、

之间动作的现地控制站

。

2.0.24主电气传动控制系统

maindrivecontrolsystem

主电气传动系统与主传动协调控制站的总称

专用。

2.0.25预加力矩

pre-torque

升船机安全制动器和工作制动器松闸前主传动控制系统根

，

据承船厢水深提前施加的持住力矩

。

2.0.26承船厢室

shipchamberspace

由上下闸首两侧承重结构底板及顶部机房底板围成的区

、、

域是垂直升船机承船厢升降的空间

，。

2.0.27塔柱

tower

垂直升船机支承承船厢和平衡重系统的竖向支承承重结构

人人文库。

·4·

3基本规定

3.1级别划分和设计标准

3.1.1升船机的级别应按设计最大通航船舶吨级划分为级分

6，

级指标应符合表的规定

3.1.1。

表3.1.1升船机分级指标

升船机级别

ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ

设计最大通航船舶吨级

（t）300020001000专用500300100

3.1.2承船厢或承船车装载船舶总吨级在及以上的应为

1000t

大型升船机级及以下的应为小型升船机两者之间的应为

，100t，

中型升船机

。

3.1.3升船机的级别应与所在航道等级相同其通过能力应满足

，

设计水平年运量要求当升船机的级别不能按所在航道的规划通

。

航标准建设时应做专题论证并经审查确定

，。

3.1.4升船机的设计水平年宜采用建成后的对增建

20a～30a。

复线和改扩建困难的升船机应采用更长的设计水平年

、，。

3.1.5升船机设计采用的船型应根据规划或拟定的标准船

，

型并兼顾现人人文库有船型确定当缺乏标准船型资料时可按现行

，。，

国家标准内河通航标准的有关规定通过调查研

《》GB50139，

究确定

。

3.1.6通航净空应符合现行国家标准内河通航标准

《》GB50139

的有关规定

。

3.1.7升船机建筑物的级别应根据其所在升船机级别及建筑物

在工程中的作用和重要性按表的规定确定

，3.1.7。

·5·

表3.1.7升船机建筑物级别划分

建筑物级别

升船机级别

闸首承重结构斜坡道

Ⅰ11—

Ⅱ、Ⅲ22—

Ⅳ、Ⅴ33—

Ⅵ444

3.1.8位于综合枢纽挡水前沿的升船机闸首的级别应与枢纽其

他挡水建筑物级别一致

。

3.1.9当承重结构级别在级及以下且采用实践经验较少的新

2，

型结构或升船机提升高度超过时其级别宜提高一级但不

80m，专用，

应超过枢纽挡水建筑物的级别

。

3.1.10承船厢升降运行时的允许误载水深值宜取

±（0.05～

对接工况的允许误载水深值应根据航道通航水位的变率

0.15）m，

和对接停留时间确定

。

3.2承船厢与承船车有效尺度

3.2.1升船机承船厢或承船车的有效尺度应满足设计水平年设

计最大船舶或船队并兼顾现有运输船舶过机的要求有效尺度可

。

按下列规定计算

：

1承船人人文库厢或承船车的有效长度为两端防撞装置之间的净距

离可按下式估算

，：

L=l+l

xcf（3.2.1-1）

式中L承船厢或承船车有效长度

：x———（m）；

l设计最大船舶或船队的长度

c———（m）；

l两端富裕总长度可按已建同级别的升船机确

f———（m），

定或取

3m～7m。

·6·

2承船厢或承船车的有效宽度为两侧护舷间的净距离可按

，

下式计算

：

B=b+b

xcf（3.2.1-2）

式中B承船厢或承船车的有效宽度

：x———（m）；

b设计最大船舶或船队的宽度

c———（m）；

b两侧富裕总宽度应兼顾设计水深船舶或船队

f———（m），、

进出承船厢速度要求可取当富裕总

，0.8m～1.2m，

宽度小于推荐值时应通过船模试验确定

，。

3承船厢或承船车有效水深应满足设计船舶或船队满载条

件下顺利进出升船机的要求可按下式计算当采用的设计水深

，。

小于计算值时应通过船模型试验检验

，。

H=T+H

Δ（3.2.1-3）

式中H承船厢或承船车的有效水深专用

：———（m）；

T设计最大船舶或船队满载时的吃水深度

———（m）；

H富裕水深可取T～T对大型升船机可通

Δ———，0.250.40，，

过船模试验确定

。

3.2.2湿运型斜面升船机承船车有效尺度应符合本规范第

条的规定干运型斜面升船机承船车的有效宽度应符合本

3.2.1。

规范第条的规定其有效长度可小于设计最大船舶或船队

3.2.1，

的长度干湿两用型斜面升船机承船车的有效尺度可按干运型

。，

确定但湿运过船时应根据承船车水域有效长度确定过船规模

，。

人人文库3.3通过能力

3.3.1升船机通过能力的计算应包括设计水平年内通过升船机

的船舶或船队总载重吨位与客货运量两项指标以单向通过能力

，

表示

。

3.3.2升船机通过能力应与规划的客货运量相对应根据一次通

，

过的设计最大船舶吨位和通过时间日工作小时和运行次数通航

、、

天数运量不均衡系数等因素确定

、。

·7·

3.3.3船舶或船队进出升船机承船厢或承船车的时间可根据船

，

舶或船队运行距离和进出升船机速度按下列规定确定

：

1船舶进出升船机的运行距离可按下列情况分别确定

：

1单向过机驶入距离应为船艏自升船机闸首前的停靠位

），

置驶至承船厢内停泊位置之间的距离驶出距离应为

，；

船艉自承船厢内停泊位置驶至升船机闸首外侧边缘之

，

间的距离

；

2双向过机驶入距离应为船艏自引航道停靠位置驶至

），，

承船厢内停泊位置之间的距离驶出距离应为船艉自承

；

船厢内停泊位置驶至引航道靠船建筑物之间的距离

，。

2船舶或船队进出承船厢或承船车的速度不宜大于

0.5m/s，

对于大型升船机可通过模型试验确定

，。

3.3.4承船厢不下水式垂直升船机一次过机时间可按下列公式

，专用

计算

：

1单向过机可按下式计算

：

T=t+t+t+t+t+t+t+t+t+t

12122344454647829210

（3.3.4-1）

式中T单向一次过机时间

：1———（min）；

t上闸首工作闸门开门或关门时间可按现行行

1———（min），

业标准船闸启闭机设计规范的有关规定

《》JTJ309

确定

；

t单向第一个船舶或船队驶入升船机时间

2———（min）；

t人人文库承船厢提升或下降时间可按本规范第

3———（min），6.1.10

条规定的速度和加速度进行计算

；

t闸首和承船厢闸门间隙水充水或泄水时间可

4———（min），

采用

0.5min～1.5min；

t闸首和承船厢闸门间隙密封机构推出或收回时间

5———

可采用

（min），0.5min～1.0min；

t承船厢顶紧或拉紧锁定装置推出或收回时间

6———（min），

·8·

可采用

0.5min～1.0min；

t对接锁定装置推出或收回时间可采用

7———（min），

0.33min～0.50min；

t单向第一个船舶或船队驶出升船机时间可采

8———（min），

用

0.5min～1.0min；

t下闸首工作闸门开门或关门时间

9———（min）；

t船舶或船队驶入或驶出升船机的间隔时间

10———（min）。

2双向过机可按下式计算

：

T=t+t′+t+t+t+t+t+t′+t+t

22122344454647829410

（3.3.4-2）

式中T上下行各一次的双向过机时间

：2———（min）；

t′双向第一个船舶或船队驶入升船机时间

2———（min）；

t′双向第一个船舶或船队驶出升船专用机时间

8———（min）。

3一次过机时间应根据单向过机和双向过机的比率确定

。

当单向与双向过机次数相等时可按下式计算

，：

æTö

T=1çT+2÷

è1ø（3.3.4-3）

22

式中T一次过机时间

：———（min）。

3.3.5承船厢下水式垂直升船机一次过机时间可按下列公式

，

计算

：

1单向过机可按下式计算

：

T=t+t+t+t+t+t+t+t+t+t

121人人文库22324252627829210

（3.3.5-1）

2双向过机可按下式计算

：

T=t+t′+t+t+t+t+t+t′+t+t

22122324252627829410

（3.3.5-2）

3.3.6升船机的日平均过机次数可按下式计算

：

τ×

n=60

T（3.3.6）

·9·

式中n日平均过机次数

：———；

τ日工作小时取

———（h），22h。

3.3.7升船机通过能力可按下列公式计算

：

1单向过机船舶总载重吨位可按下式计算

：

P=1nNG

1（3.3.7-1）

2

式中P单向过机船舶总载重吨位

：1———（t）；

N通航天数

———（d）；

G一次过机平均载重吨位

———（t）。

2单向过机客货运量可按下式计算

：

NGα

P=1n-n

2（0）β（3.3.7-2）

2

式中P单向过机货运量

：2———（t）；专用

n日非运客货船过机次数

0———、；

α船舶装载系数可取

———，0.8～1.0；

β运量不均衡系数即为年最大月货运量与年平均月

———，

货运量之比可取

，1.1～1.3。

3.3.8设有可错船双向运行的中间渠道的多级升船机用于运量

，

计算的一次过机时间可按过机时间最长的一级升船机计算

。

人人文库

·10·

4选型及布置

4.1形式选择

4.1.1升船机的形式应根据下列条件通过技术经济综合比较

，

确定

：

1航运条件应包括通航规模船型货运量等

、、；

2自然条件应包括地形地质水文气象等

、、、；

3工程条件应包括枢纽总体布置通航水头水位变幅与变

、、

率枢纽运行方式等

、；

4施工条件应包括施工程序和方法对外专用交通等

、。

4.1.2升船机形式的确定应兼顾枢纽泄洪冲沙泄水电站日调

、、

节和事故甩负荷等对升船机运行的影响当没有工程案例可循时

，

应通过模型试验确定

。

4.1.3升船机的级数宜采用单级当受地形地质条件限制或提

，、

升高度过大时可采用两级或多级

，。

4.1.4大中型升船机应采用湿运形式干运形式仅可用于通航

，

级货船的小型升船机

100t。

4.1.5大中型升船机宜选用垂直升船机当枢纽河岸具备修建

。

斜坡道的地形条件且投资较小时以通航货船为主的小型升船

，，

机可选用钢人人文库丝绳卷扬式斜面升船机

，。

4.1.6承船厢不下水式垂直升船机应采用全平衡式承船厢下水

，

式垂直升船机应采用部分平衡式

。

4.1.7当航道的通航水位变率相对较小时宜采用不下水式垂直

，

升船机当航道的通航水位变率较大时宜采用下水部式垂直升

；，

船机

。

4.1.8全平衡式升船机的驱动形式应经技术经济和安全性比较

·11·

后确定

。

4.2总体布置

4.2.1升船机位置选择应符合下列规定

：

1宜选在地形地质条件好河道顺直河势稳定场地开阔

、、、、

交通方便设备运输便利的位置

、；

2应兼顾枢纽泄洪电站机组调峰等下泄流量变化对通航水

、

流的影响

；

3距天然河道的交叉河口或支流入口应有足够的距离并应

，

研究交叉河道汇流和泥沙对航行的影响

。

4.2.2升船机宜临岸布置避免紧邻溢流坝泄水闸电站等过水

，、、

建筑物当难以避开时应采取适当工程措施满足通航水流要求

，，。

4.2.3多级升船机之间的中间渠道或渡槽应专用满足船舶错船和停

泊的要求

。

4.2.4升船机引航道的布置可按现行行业标准船闸总体设计

《

规范的有关规定设计

》JTJ305。

4.3垂直升船机布置

4.3.1垂直升船机主体部分应包括上闸首承船厢室段和下闸

、

首承船厢室段应由承重结构顶部机房承船厢结构及其设备

。、、、

主提升机设备或承船厢驱动系统设备平衡重系统及电气控制设

、

备等组成

。

4.3.2垂直人人文库升船机土建结构与设备的布置应满足升船机运行要

求同时应兼顾土建结构和设备受力的合理性施工的可行性设

，、、

备安装和运输维护的需要以及内部交通和紧急疏散的要求

，。

4.3.3承重结构顶部高程应满足上游最高通航水位通航净空和

、

冲程等的要求承船厢室底面高程应满足下游最低通航水位冲

。、

程承船厢缓冲或锁定装置布置的要求以及承船厢在下位安装检

、，

修的要求平衡重井底面高程应满足下锁定设备布置冲程要求

。。

·12·

4.3.4当承重结构下部需抵挡下游水位时挡水部分的顶高程应

，

与下闸首闸顶齐平

。

4.3.5承船厢室应设置承船厢检修渗漏降水和汛期淹没后的

、、

抽排水设施

。

4.3.6承重结构应设置从底板贯通至机房楼层的竖向交通楼梯

和电梯并应每隔一定高度设一条通向承船厢室的水平疏散通道

，。

4.3.7承船厢结构在与承重结构疏散通道对应的部位应设置人

员疏散设施其布置形式尺度等应满足全部人员安全疏散的

，、、

需要

。

4.3.8不下水式钢丝绳卷扬垂直升船机宜在承船厢和平衡重运

，

行的上下极限位分别设置锁定装置下水式钢丝绳卷扬垂直升船

。

机宜在承船厢和平衡重的上极限位设置检修锁定装置在下极限

，，

位设置检修平台专用

。

4.3.9承船厢室的平面尺寸应根据承船厢外形平面尺寸承船厢

、

设备布置与运行要求等确定承船厢与闸首或闸首工作闸门止水

。

座板之间的间隙可取承船厢与两侧承重结构之

0.10m～0.25m。

间的间距可取

0.8m～1.4m。

4.3.10垂直升船机承船厢宜采用四点驱动对称布置驱动点

、。

位置应满足承船厢纵倾稳定要求并应按承船厢结构正常运行下

，

受力合理的原则确定

。

4.3.11全平衡钢丝绳卷扬式垂直升船机的平衡重包括重力平衡

重和转矩平衡重当转矩平衡重重量较小时可设置可控平衡重

，，。

当不设置可人人文库控平衡重时转矩平衡重不宜小于承船厢结构和设备

，

的总重量并宜在设备布置允许条件下适当加大转矩平衡重的重

，

量下水式垂直升船机可只设转矩平衡重齿轮齿条爬升式垂直

。。

升船机应只设重力平衡重平衡重应在承船厢两侧分组对称

。

布置

。

4.3.12钢丝绳的数量与规格应根据承船厢总重平衡重总重提

、、

升力大小设备布置条件和承船厢结构确定

、。

·13·

4.3.13垂直升船机卷筒和滑轮的名义直径D与钢丝绳直径d

的比值不宜小于

60。

4.3.14垂直升船机提升钢丝绳的安全系数按整绳最小破断拉力

和额定荷载计算不得小于8.0，平衡钢丝绳的安全系数按静荷载

计算不得小于7.0，钢丝强度等级不应大于1960MPa。

4.3.15钢丝绳卷扬式垂直升船机承船厢驱动点纵向间距不应小

于承船厢总长度的二分之一且应满足承船厢纵倾稳定性的要求

，。

承船厢纵倾稳定性计算应符合本规范附录的规定

A。

4.3.16下水式垂直升船机平衡重的总重应按下式计算且不宜

，

小于承船厢总重的

70%。

p1-

γW-P+in1W+P

W=s2（2）（t1）

cp1-（4.3.16）

+in1

1（2）

式中W平衡重总重量专用

：c———（kN）；

W承船厢结构和设备重量

s———（kN）；

W承船厢总重

t———（kN）；

γ承船厢结构和设备在水中的重量折减系数γ=

———，

～

0.850.92；

p主提升机减速器低速级驱动齿轮材料弯曲疲劳特

———

性的参数取值应符合现行国家标准渐开线圆柱

，《

齿轮承载能力计算方法的有关规定

》GB/T3480。

对于渗碳淬火的渗碳钢p

，=8.74；

n主提升机卷筒对应于承船厢在空气中提升高度的

———

人人文库转动圈数

；

i减速器低速级传动比当未知时可取i=～

———，45；

P本规范表中承船厢在空中升降工况第项

1———D.0.2-25

及第项第项的合力

7～11（kN）；

P本规范表中承船厢在水中升降工况第项

2———D.0.2-25

及第项第项的合力

7～11（kN）。

4.3.17垂直升船机顶部机房的起重机形式起升高度跨度起

、、、

·14·

升重量和工作空间应满足设备安装检修的吊装要求起重机及其

。

组成部分的工作级别应符合现行国家标准起重机设计规范

《》GB/

的有关规定

T3811。

4.4斜面升船机布置

4.4.1斜面升船机应包括斜坡道机房与控制室牵引绞车承船

、、、

车及其轨道钢丝绳托轮与托辊电气设备和检修设备

、、。

4.4.2斜面升船机斜坡道的坡度宜采用

1∶5～1∶20。

4.4.3斜面升船机上下游导航墙宜沿斜坡道布置并应满足承船

，

车在通航水位变化范围内的停靠需要上下游导航墙长度在最低

，

通航水位时应按承船车长度的富裕量确定

50%～100%。

4.4.4轨道长度布置应满足承船车在上下游最低通航水位之间

运行的需要除冲程外轨道每端的富裕长度不专用宜小于

，，5m。

4.4.5斜坡道较长时承船车宜采用高低轮支承方式斜坡道较

，、；

短时宜采用高低轨支承方式

，、。

4.4.6牵引钢丝绳的规格与数量应根据坡度牵引重量以及承船

、

车结构与牵引绞车的布置确定卷筒转向滑轮名义直径D与钢

。、

丝绳直径d的比值均不宜小于牵引钢丝绳的安全系数和钢

45。

丝强度等级应与本规范第条垂直升船机提升钢丝绳的要

4.3.14

求相同

。

4.4.7牵引钢丝绳应设置钢丝绳长度调节和张力均衡装置并宜

，

设置张力检测设备

。

4.4.8在斜人人文库面升船机斜坡道上应设置钢丝绳托轮在转向滑轮至

，

卷扬机之间的绳道上应设置钢丝绳托辊托轮间距不宜超过

。

各托轮安装高程应根据承船车在不同位置时钢丝绳的高度

15m，

确定

。

4.4.9钢丝绳卷扬式斜面升船机的轨道间距应根据设备布置确

定同时应满足承船车在非正常工况下横向抗倾覆要求承船车

，。

的抗倾覆能力计算应符合现行国家标准起重机设计规范

《》GB/T

·15·

的有关规定承船车宜设置锚定装置锚定装置应按最大风

3811。，

载设计

。

4.4.10承船车的支承台车应设置轨铲结构

。

4.4.11双坡式斜面升船机采用驼峰过坝时过驼峰的方式可为

，

惯性式或驱动式惯性式仅可用于小型斜面升船机

。。

4.4.12对双坡式斜面升船机应在斜坡道的驼峰部位布置导向

，

滑轮组驼峰顶部滑轮组安装高程的确定应使牵引钢丝绳在承船

。

车运行过程中与水平面的夹角的变化最小钢丝绳绕入或绕出卷

。

筒和滑轮绳槽的最大偏斜角应符合现行国家标准起重机设计规

《

范的有关规定

》GB/T3811。

4.5上、下闸首设备布置

4.5.1全平衡垂直升船机的上下闸首应分别专用设置一道工作闸门

、

和一道检修闸门下水式垂直升船机下水端侧闸首应设置一道检

。

修闸门不下水端闸首应设置一道工作闸门和一道检修闸门当

，。

工作闸门出现事故可能会导致较大危害时应设置事故闸门

，。

4.5.2闸首设备布置与选型除应满足升船机运行要求外还应满

，

足设备安装检修的要求

。

4.5.3闸首工作闸门形式应能适应通航水位变化上闸首检修

。

闸门的最高挡水位应与枢纽工程的上游最高挡水位一致下闸首

。

检修闸门最高挡水位应根据升船机的检修或防洪要求确定

。

4.5.4当闸首航槽的最大通航水深小于承船厢厢头高度以内时

，

闸首工作闸人人文库门和检修闸门宜选用提升式平面闸门当闸首航槽的

；

最大通航水深超出承船厢的厢头高度时闸首工作闸门可选用带

，

卧倒小门的下沉式平面闸门或上层为带卧倒小门的提升式平面闸

门与下层为叠梁门的组合门形式检修闸门可相应选用提升式平

。

面闸门叠梁门或上层为提升式平面闸门下层为叠梁门的组合门

、

形式

。

4.5.5当闸首工作闸门采用提升式平面闸门时启闭机宜选用固

，

·16·

定卷扬式启闭机当工作闸门采用下沉式平面闸门时启闭机可选

；，

用固定卷扬式启闭机或液压式启闭机可设置平衡重平衡工作闸

，

门的部分重量当闸首工作闸门采用提升式平面闸门与叠梁门组

；

合形式时启闭机宜选用移动式启闭机检修闸门可根据门型选

，。

用固定卷扬式启闭机或移动式启闭机

。

4.5.6上闸首工作闸门采用平面闸门与叠梁门组合方案时应在

，

检修闸门与工作闸门之间设置泄水系统当泄水系统的运行水头

。

较高时应采取有效的消能措施

，。

4.5.7上下闸首工作闸门均采用提升式平面闸门时承船厢对接

，

拉紧装置和承船厢水深调节与间隙充泄水系统宜设置在闸首

端部

。

4.5.8当闸首航槽两侧有交通要求时应在航槽上方设置交通

，

桥交通桥形式可根据最高通航水位闸顶高程桥面宽度荷载

。、专用、、

特性和通航净空等条件选用固定式或活动式

，。

人人文库

·17·

5建筑物设计

5.1一般规定

5.1.1升船机建筑物的结构形式应根据其使用功能要求结构受

、

力条件及工程地质条件确定

。

5.1.2垂直升船机承船厢室段承重结构宜采用钢筋混凝土结构

。

5.1.3升船机承重结构建筑物布置与结构设计应符合下列规定

：

1宜采用对称的结构体系

；

2应满足承载能力和正常使用的要求

；

3应避免因局部结构或构件的破坏而导专用致整个结构丧失承

载能力

；

4对可能出现的薄弱部位应采取有效加强措施

，。

5.2设计荷载及荷载组合

5.2.1作用于升船机建筑物上的荷载应包括建筑物结构和设备

自重水压力和扬压力浪压力土压力泥沙压力风荷载和雪荷

、、、、、

载楼面梯及平台活荷载温度作用地震作用以及设备安装

、（）、、、

运行检修的荷载

、。

5.2.2建筑物结构自重可按现行行业标准水工建筑物荷载设

《

计规范人人文库的有关规定计算钢筋混凝土的重度应由试验确

》DL5077，

定当无试验资料时可取3

，25kN/m。

5.2.3作用于机房和检修安装平台上的荷载应按其布置检修安

、

装的设备荷载取值作用于楼面与楼梯上的活荷载取值应符合现

。

行国家标准建筑结构荷载规范的有关规定

《》GB50009。

5.2.4升船机承重结构紧邻泄水建筑物时水压力计算应包括脉

，

动的影响

。

·18·

5.2.5风荷载可按国家现行标准建筑结构荷载规范

《》GB50009

和高层建筑混凝土结构技术规程的有关规定计算对称

《》JGJ3。

布置的垂直升船机承重结构的风荷载体形系数μ可按本规范附

s

录选取

B。

5.2.6温度作用宜兼顾气温变化气温骤降与日照影响混凝土

、。

热学特性指标宜由试验确定无试验资料时可按现行行业标准

，

水工混凝土结构设计规范的有关规定取值

《》SL191。

5.2.7气温变化气温骤降引起的温度场宜根据其温度边值条件

、

按连续介质热传导理论计算

。

5.2.8直接采用温差分布计算日照作用时温差分布宜通过试验

，

确定

。

5.2.9承重结构应进行承载能力极限状态计算与正常使用极限

状态验算其不同工况的荷载组合应符合表专用和表

，5.2.9-15.2.9-2

的规定

。

表5.2.9-1承载能力极限状态荷载组合

基本组合

序偶然组合

荷载运行期检修期

号

12345612

结构自重与设备自重

1√√√√√√√√

扬压力

2√√√√√√√√

土压力

3√√√√√√√√

人人文库风荷载雪荷载

4、√√√√√√√√

承船厢及设备平衡重及

、

5设备作用在结构上的荷载√√√√√√√√

楼面梯及平台活荷载

6（）√√√√√√√√

水压力运行期最高挡水位

（）√√----√-

水压力运行期最低挡水位

7（）--√√---√

水压力检修期最高挡水位

（）----√√--

·19·

续表5.2.9-1

基本组合

序偶然组合

荷载运行期检修期

号

12345612

温度作用气温周期变化

（）√√√√√√--

温度作用日照

8（）√-√-√---

温度作用气温骤降

（）-√-√-√--

地震作用

9------√√

注当结构自重及设备重对结构有利时应予以折减

：1，；

温度作用应予以折减折减系数可取

2，0.3～0.4；

风荷载雪荷载楼面梯及平台活荷载与地震组合时应予以折减

3、、（），；

表示参与荷载组合表示不参与荷载组专用合

4“√”，“-”。

表5.2.9-2正常使用极限状态荷载组合表

基本组合

序

荷载运行期检修期

号

123456

结构自重与设备自重

1√√√√√√

扬压力

2√√√√√√

土压力

3√√√√√√

风荷载雪荷载

4人人文库、√√√√√√

承船厢及设备平衡重及

、

5设备作用在结构上的荷载√√√√√√

楼面梯及平台活荷载

6（）√√√√√√

水压力运行期最高挡水位

（）√√----

水压力运行期最低挡水位

7（）--√√--

水压力检修期最高挡水位

（）----√√

·20·

续表5.2.9-2

基本组合

序

荷载运行期检修期

号

123456

温度作用气温周期变化

（）√√√√√√

温度作用日照

8（）√-√-√-

温度作用气温骤降

（）-√-√-√

注当计算结构的裂缝宽度时温度作用应予以折减折减系数可取

：1，，0.5～0.6。

表示参与荷载组合表示不参与荷载组合

2“√”，“-”。

5.3结构设计

5.3.1垂直升船机的承重结构可采用筒体剪力墙或两者组合的

、

形式单体间纵向可采用梁系连接横向可在顶专用部采用板梁或梁系

，，

连接

。

5.3.2垂直升船机承重结构在正常运行条件下按弹性方法计算

，

的结构顶部位移与总高度之比不应大于

1/1500。

5.3.3钢筋混凝土承重结构的裂缝控制验算应符合现行行业标

准水工混凝土结构设计规范的有关规定

《》SL191。

5.3.4钢筋混凝土承重结构的配筋设计应符合现行行业标准

水工混凝土结构设计规范和高层建筑混凝土结构技术

《》SL191《

规程的有关规定

》JGJ3。

5.3.5承重结构中的钢结构设计应符合现行有关国家钢结构

《

设计规范人人文库的有关规定

》GB50017。

5.3.6参与挡水的升船机上闸首其抗滑稳定验算应符合现行行

，

业标准混凝土重力坝设计规范的有关规定

《》SL319。

5.3.7承重结构的抗滑抗倾覆稳定性应符合现行行业标准船

、《

闸水工建筑物设计规范的有关规定抗倾覆稳定性还应

》JTJ307，

符合国家现行标准高耸结构设计规范和高层建筑

《》GB50135《

混凝土结构技术规程的有关规定

》JGJ3。

·21·

5.4抗震设计

5.4.1升船机抗震设计应符合现行行业标准水工建筑物抗震

《

设计规范的有关规定抗震设计烈度为度的升船机建

》SL203。9

筑物其抗震设计应做专题论证

，。

5.4.2质量或刚度分布不均匀不对称的结构应计算地震作用

、，

的扭转效应

。

5.4.3对于齿轮齿条爬升式升船机应研究承船厢和承重结构的

，

动力相互作用以及承船厢水体的动力流固耦合影响

，。

5.4.4平衡重与承重结构应根据其连接构件的刚度计算平衡重

与承重结构的动力相互作用简化分析时附加于承重结构的平

。，

衡重质量不宜小于其总质量的

30%。专用

人人文库

·22·

6金属结构和机械设备设计

6.1一般规定

6.1.1金属结构和机械设备设计应包括为满足升船机正常运行

、

安全保护和检修维护需要所设置的所有金属结构与机械设备按

。

照布置位置划分垂直升船机应包括上下游导航靠船设备上闸首

，、

设备承船厢结构与设备主提升机设备或承船厢驱动系统设备

、、、

平衡重系统设备承船厢室设备和下闸首设备斜面升船机应包

、。

括牵引绞车承船车斜坡道设备

、、。

6.1.2金属结构机械设备的设计应满足升船专用机工程总体布置条

、

件和运行的要求并应与土建结构布置相适应

，。

6.1.3升船机金属结构和机械设备设计应符合国家现行标准

起重机设计规范水利水电工程钢闸门设计规范

《》GB/T3811、《》

和水利水电工程启闭机设计规范的有关规定

SL74《》SL41。

6.1.4金属结构和机械设备的设计应包括正常工况非正常工况

、

和特殊工况

。

6.1.5升船机应按一般级和特殊级确定安全等级一般级适用

。

于以通航货船的中小型升船机升船机结构与设备应按正常工况

，

和非正常工况设计特殊级适用于以通航客轮为主或客货轮混运

；

的升船机升人人文库船机结构与设备应按正常工况非正常工况以及部分

，、

或全部特殊工况设计

。

6.1.6对不同的金属结构与机械设备应根据其实际运行条件和

，

荷载条件分别进行静强度刚度疲劳强度计算以及稳定性分析

、、，。

机械设备静强度与稳定性计算宜按照所有工况的最大荷载作为计

算荷载刚度宜按正常工况最大荷载计算疲劳强度宜按照额定荷

，，

载或正常工况荷载谱计算金属结构静强度刚度与稳定性计算

。、

·23·

应按正常运行工况的最大荷载作为设计荷载非正常工况或特殊

，

工况荷载作为校核荷载

。

6.1.7升船机金属结构设计使用限应采用机械设备应采用

70a，

且应按每年工作不少于每天工作计算升船机的过

35a，330d，22h

船次数并应考虑相关结构和设备的荷载循环次数

，。

6.1.8对于地处基本地震烈度度以上地区的升船机金属结

6，

构机械设备的设计应研究地震的影响

、。

6.1.9升船机金属结构和机械设备对承重结构变形的适应能力

应不小于变形计算结果的倍且相对变形偏差不应小于

1.5，

的要求

10mm。

6.1.10全平衡式垂直升船机承船厢正常运行速度可采用

下水式垂直升船机承船厢水中正常运行速

0.15m/s～0.25m/s；，

度不宜大于水上正常运行速度专用可采用

0.03m/s，0.10m/s～

钢丝绳卷扬牵引式斜面升船机承船车正常运行速度可

0.25m/s；

采用承船厢正常启停加速度绝对值不宜大于

0.3m/s～0.5m/s；、

2承船车正常启停加速度绝对值不宜大于2

0.01m/s，、0.02m/s。

6.2闸首金属结构和机械设备

6.2.1闸首闸门宜采用双吊点启闭启闭机两吊点之间应采取同

，

步措施

。

6.2.2下沉式平面闸门在工作位置宜设置机械式锁定装置由固

；

定卷扬式启闭机操作的提升式平面闸门应在闸门的全开位置设

，

置机械式锁人人文库定装置

。

6.2.3闸首工作闸门高度应符合下列规定

：

1提升式平面闸门的总高度应取航槽最大通航水深与门顶

富裕高度之和门顶富裕高度不应小于

。0.5m。

2下沉式平面闸门的卧倒小门孔口高度应取承船厢设计水

深可适应的水位变幅槛上富裕水深与门顶富裕高度之和可适

、、。

应的水位变幅应根据通航水位变幅和变率情况确定且不应小于

，

·24·

槛上富裕水深宜取门顶富裕高度不应小于

0.5m；0.1m～0.2m；

下沉式平面闸门的总高度应取最大挡水水头底止水结构

0.5m。、

高度门底富裕高度与门顶富裕高度之和其中底止水高度应根

、。，

据止水形式结构尺寸确定门底富裕高度可取门

、；0.1m～0.2m；

顶应与卧倒小门门顶平齐

。

3带卧倒小门提升式平面闸门与叠梁门组合形式的卧倒小

门孔口高度应取承船厢设计水深一节工作叠梁高度槛上水深富

、、

裕深度与门顶富裕高度之和其中槛上水深富裕深度宜取

。，

门顶富裕高度不应小于提升式平面大门高

0.1m～0.2m；0.5m。

度应取卧倒小门孔口高度一节工作叠梁高度间隙密封对接高度

、、

与门底富裕高度之和间隙密封对接高度应根据设备形式结构

。、

尺寸等条件确定在满足卧倒小门液压启闭机的设备布置条件时

；，

门底富裕高度可取专用

0.2m～0.3m。

6.2.4当上闸首工作闸门采用提升式平面闸门与叠梁门组合形

式时单节叠梁门的高度可按下式计算

，：

H-H

h=maxmin

n+（6.2.4）

1

式中h单节叠梁门高度

：———（m）；

H上游最高通航水位

max———（m）；

H上游最低通航水位

min———（m）；

n工作叠梁门数量

———。

6.2.5当闸首与承船厢之间的间隙密封机构设在承船厢上时应

，

在闸首或工人人文库作闸门上设止水座板

。

6.2.6当闸首工作闸门采用提升式平面闸门时止水宜布置在背

，

水侧当闸首工作闸门采用下沉式平面闸门或采用提升式平面闸

；

门与叠梁门组合形式时止水宜布置在迎水侧下沉式工作闸门

，。

宜设置两道止水止水结构形式应满足闸门结构变形及闸门带压

，

调整的要求

。

6.2.7带卧倒小门的平面工作大门其形门体结构的主梁刚

，U

·25·

度应满足止水可靠及与承船厢对接的要求

。

6.2.8设在平面大门上的卧倒小门宜采用双驱动点液压启闭机

启闭两驱动点之间应采取有效的同步措施在卧倒小门的全关

，。

位置宜设置锁定装置

。

6.2.9上闸首检修闸门与工作闸门之间设置的泄水系统应进行

，

水锤流速强度等验算泄水系统应设置工作阀门检修阀门补

、、。、、

排气阀门以及补偿装置等设备当泄水系统出口流速超过钢管或

。

土建结构的允许流速值时应设置消能设施

，。

6.2.10当对接密封装置和间隙充泄水系统设置在闸首工作大门

上时其设计原则应分别符合本规范第条和第条的

，6.7.66.7.10

规定

。

6.3承船厢与承船车结构专用

6.3.1承船厢的结构尺寸除应满足有效水域平面尺度和水深的

要求外还应满足设备布置安装运行和维护检修的需要

，、、。

6.3.2承船厢的设计应包括正常和非正常工况的荷载特殊工况

，

可根据工程具体条件选择承船厢的具体设计工况和荷载组合应

。

符合本规范附录的规定

C。

6.3.3承船厢结构宜采用承载结构与盛水结构合为一体的自承

载式根据工程情况也可采用承载结构与盛水结构相互独立的托

，，

架式自承载式承船厢主体结构宜采用主纵梁和若干主横梁为主

。

要受力构件的焊接钢结构

。

6.3.4全平人人文库衡式升船机承船厢的主纵梁宜采用箱形结构内腹板

，

应兼作盛水结构的挡水板外腹板可兼作钢丝绳吊耳板承船厢

，。

吊点布置应满足主提升机平衡重的布置要求主纵梁上翼缘可

、。

兼作走道板其宽度不宜小于下水式升船机承船厢的主

，800mm。

纵梁宜采用实腹式单腹板结构

。

6.3.5承船厢结构材料的许用应力应按现行行业标准水利水

《

电工程钢闸门设计规范规定的材料许用应力乘以调整系

》SL74

·26·

数确定大中型升船机承船厢许用应力调整系数应取小型

。0.85，

升船机承船厢许用应力调整系数应取

0.90。

6.3.6承船厢整体结构的强度与刚度宜进行有限元计算复核对

，

大型升船机还应进行动态分析正常工况下的承船厢整体纵向挠

。

度不宜大于承船厢长度的横向挠度不宜大于承船厢宽度

1/1000，

的

1/750。

6.3.7承船厢上应设交通通道设备维护通道和人员疏散通道

、。

6.3.8承船厢主纵梁内侧应设护舷护舷宜设置在设计水面上

，

下护舷高度不宜大于主纵梁顶部走道外侧应设护栏

，200mm。，

护栏高度不应低于内侧有效水域范围内应设系船柱系船

1.1m；，

柱的间距不宜大于且每侧系船柱不宜少于组船舶系缆

20m，4。

力不应小于表所列数值

6.3.8。

表6.3.8船舶系缆力（kN）专用

船舶吨位

项目（t）

300020001000500300100

纵向水平分力

46403225188

横向水平分力

2320161394

6.3.9下水式垂直升船机承船厢的底板应设计成有斜度的左右

对称结构应在承船厢非盛水结构上开设进排气孔

，、。

6.3.10承船车的纵横梁宜采用实腹结构承船车支腿宜布置

、。

在纵梁下方其纵向间距不宜小于承船车全长的

，60%。

6.3.11承人人文库船车结构上应开设进排气孔当承船车采用干运时

、。，

应在底铺板上沿纵向布置枕垫

。

6.3.12承船厢与承船车的干舷高可取

600mm～1000mm。

6.4主提升机和牵引绞车

6.4.1钢丝绳卷扬式垂直升船机的主提升机和钢丝绳卷扬式

斜面升船机的牵引绞车应包括驱动卷筒组减速器电动机安

、、、

·27·

全制动系统机械同步系统滑轮组以及润滑系统等设备斜面

、、。

升船机牵引绞车还应包括钢丝绳组件钢丝绳卷扬式全平衡垂

。

直升船机主提升机可根据需要设置可控卷筒组和相应的安全制

动器

。

6.4.2设计工况荷载组合与额定提升力计算应符合下列规定

、：

1主提升机和牵引绞车的设计工况和荷载组合应符合本规

范附录的规定

D。

2全平衡垂直升船机主提升机额定提升力应包括本规范表

中正常升降运行工况的第项第项

D.0.2-15～11。

3承船厢下水式垂直升船机在空气中的提升力F应包括本

1

规范表中正常升降运行工况的承船厢在空气中运行第

D.0.2-25

项第项在水中的提升力F应包括本规范表中正

～11，2D.0.2-2

常升降运行工况的承船厢在水中运行第项第项主提升机

5～专用12，

额定提升力应采用承船厢在空气中运行和入水运行两种工况的等

效荷载F并应按下式计算

，：

pp

æF+inFö1p

ç÷

F=221

è+inø（6.4.2）

12

式中p主提升机减速器低速级驱动齿轮材料弯曲疲劳特性

：———

的参数取值见现行国家标准渐开线圆柱齿轮承载

，《

能力计算方法的相关规定对于渗碳淬

》GB/T3480。

火的渗碳钢p

，=8.74；

n主提升机卷筒对应于承船厢在空气中提升高度的转

———

人人文库动圈数

；

i减速器低速级传动比当未知时可取i

———。=4～5。

4牵引绞车的额定提升力计算应包括本规范表中

D.0.2-4

正常升降运行工况第项第项并乘以倍的荷载系数

3～10，1.2。

6.4.3主提升机和牵引绞车宜采用交流变频电动机拖动主提

。

升机电动机功率应按一台电动机失效时其余电动机在额定提升

，

力和机构惯性力作用下继续完成本次承船厢的运行而不过载的原

·28·

则计算牵引绞车电动机功率应按在额定提升力和机构惯性力作

；

用下电动机不过载的原则计算主提升机和牵引绞车电动机功率

。

计算应符合本规范附录的规定

E。

6.4.4主提升机高速轴零部件及减速器高速级齿轮副宜按传递

倍电动机额定功率所对应的荷载进行疲劳强度验算牵引绞

1.2；

车高速轴零件宜按倍电动机额定功率所对应的荷载进行疲劳

1.4

强度验算减速器其他轴系零部件开式齿轮以及主提升机与牵引

；、

绞车低速轴传动部件宜按倍主提升机额定提升力或倍牵

1.21.2

引绞车额定牵引力换算到相应零部件上的荷载进行疲劳强度校

核主提升机和牵引绞车传动部件静强度可按电动机最大力矩换

。

算到相应零部件上的荷载进行校核

。

6.4.5主提升机和牵引绞车所有齿轮的弯曲疲劳强度和弯曲静

强度安全系数不应小于闭式齿轮的接触专用疲劳强度和接触静

1.6；

强度安全系数不应小于开式齿轮的接触疲劳强度和接触静

1.25；

强度安全系数不应小于齿轮的抗胶合安全系数不应小于

1.1。

齿轮传动轴的疲劳安全系数不应小于

1.6。2.0。

6.4.6主提升机和牵引绞车宜采用闭式传动其减速器宜采用

。

硬齿面齿轮其精度不应低于级开式齿轮的精度不应低于

，6，

级

8。

6.4.7主提升机和牵引绞车的多台卷扬机构之间应设置机械同

步系统同步轴疲劳强度计算荷载可按传递单台电动机功率

。1/2

确定疲劳强度安全系数不应小于静强度计算荷载可按传

，2.0。

递电动人人文库机总功率确定在静强度计算荷载作用下同步轴的

1/4。，

扭转角不宜大于机械同步轴系统转速不宜大于

0.2°/m。250r/

主提升机机械同步系统的设备配置应能适应塔柱结构的

min。

变形

。

6.4.8同步轴系统宜设置扭矩传感器并应设置检修通道

，。

6.4.9钢丝绳在卷筒上应单层缠绕主提升机提升绳和转矩平

。

衡绳应交错布置在卷筒组上且共用绳槽工作圈主提升机提升

，。

·29·

绳的安全圈不得少于圈转矩平衡重和可控平衡重钢丝绳安

2.5，

全圈不得少于圈牵引绞车的钢丝绳安全圈不得少于圈

2；2.5。

6.4.10主提升机和牵引绞车卷筒组的荷载应包含各种工况下钢

丝绳拉力制动器荷载轴支承反力驱动扭矩和设备自重等钢

、、、。

丝绳拉力应符合下列规定

：

1正常运行工况下主提升机驱动卷筒组单根提升绳的最大

拉力应按下式计算

：

T=T+F/n

101.3h1（6.4.10-1）

2非正常工况和特殊工况下单根提升绳的最大拉力应按下

式计算

：

T=T+W-W/n

201.1（10）2（6.4.10-2）

式中T正常运行工况下主提升机驱动卷筒组单根提升绳的

：1———

最大拉力专用

（kN）；

T非正常工况和特殊工况下单根提升绳的最大拉力

2———

（kN）；

T不考虑提升力时单根提升绳的张力

0———（kN）；

F主提升机额定提升力

h———（kN）；

W非正常工况和特殊工况下承船厢底铺板受到的水体

1———

压力和船舶接触压力

（kN）；

W对应于设计水深的承船厢水体重量

0———（kN）；

n提升绳数量

1———；

n提升绳和可控平衡绳数量之和

2———。

3正常人人文库工况和非正常工况下牵引绞车单根钢丝绳的最大拉

力应按下式计算

：

T=T/n

31.13（6.4.10-3）

式中T牵引绞车单根钢丝绳的最大拉力

：3———（kN）；

T牵引绞车钢丝绳的总张力

———（kN）；

n牵引绞车钢丝绳数量之和

3———。

6.4.11卷筒应进行静强度计算和疲劳强度计算静强度计算应

。

·30·

按许用应力法正常工况下筒体结构许用应力不应大于材料

，40%

屈服极限非正常工况或特殊工况下筒体结构许用应力不应大于

，

材料屈服极限筒体受压稳定性安全系数不应小于卷

70%。2.5。

筒结构疲劳计算应符合现行国家标准起重机设计规范

《》GB/T

的有关规定卷筒轴的疲劳安全系数不应小于轴挠度不

3811。2，

应大于其支承长度的

1/3500。

6.4.12固定钢丝绳压板的螺栓或螺柱的安全系数不应小于

钢丝绳与绳槽和压板槽的摩擦系数取值不宜大于

2.5。0.08。

6.4.13主提升机和牵引绞车应设置工作制动器和安全制动器

。

制动器应为常闭式宜采用液压盘式制动器工作制动器宜采用

，。

调压上闸其制动荷载应按电动机额定输出力矩计算不下水式

，。

钢丝绳卷扬垂直升船机驱动卷筒上的安全制动器制动荷载应按转

矩平衡重重力计算可控卷筒上的安全制动器专用的制动荷载应按可

，

控平衡重重力计算下水式钢丝绳卷扬垂直升船机安全制动器的

；

制动荷载应按承船厢下水过程和承船厢水满厢两种工况中的最大

不平衡荷载计算牵引绞车安全制动器的制动荷载应按非正常工

。

况和特殊工况下的钢丝绳牵引力计算工作制动器安全制动器

。、

的制动安全系数均不应小于

1.5。

6.4.14工作制动器和安全制动器宜采用液压泵站集中控制工

。

作制动器和安全制动器应设置上闸和松闸到位检测装置

。

6.4.15垂直升船机主提升机安全制动系统产生的承船厢制动加

速度取值应同时满足制动距离小于冲程条件以及对应冲击力下的

设备强度安人人文库全条件全平衡主提升机电动机处于发电状态时加速

，

度绝对值不宜大于2处于电动状态时加速度绝对值不宜

0.08m/s，

大于2下水式升船机主提升机安全制动系统制动时在主

0.30m/s；

提升机电动机处于发电状态时加速度绝对值不宜大于2

0.08m/s。

牵引绞车安全制动系统制动加速度绝对值不宜大于2同

0.02m/s，

时应对牵引绞车对应冲击力下的设备强度和船舶系缆力进行

验算

。

·31·

6.4.16对于安全等级为特殊级的不下水式钢丝绳卷扬垂直升船

机应使安全制动器的有效制动力以及沿程锁定装置和事故锁定

，

装置的锁定力之和大于船厢设计水重

。

6.4.17主提升机和牵引绞车滑轮结构应进行静强度和疲劳强度

计算按非正常工况和特殊工况荷载校核静强度和稳定性正常

，。

工况滑轮结构计算应力不应大于材料屈服极限非正常工况

40%，

和特殊工况计算应力不应大于材料屈服极限滑轮结构疲

70%。

劳强度应符合现行国家标准起重机设计规范的有

《》GB/T3811

关规定滑轮轴的疲劳安全系数不应小于

，2.0。

6.5驱动系统和安全机构

6.5.1齿轮齿条爬升式垂直升船机的驱动系统应包括驱动机构

、

机械同步轴系统和润滑系统驱动机构应包专用括驱动齿轮托架机

。

构万向联轴节减速器和锥齿轮箱安全制动系统高速轴联轴器

、、、、

和驱动电动机

。

6.5.2驱动系统的设计工况和荷载组合应符合本规范表

D.0.2-3

的规定

。

6.5.3驱动系统的额定驱动力应包括本规范表正常工

D.0.2-3

况的第项第项驱动系统应设置机械过载保护装置机械

2～8。，

过载保护装置动作荷载可取额定驱动力的倍倍

1.4～1.5。

6.5.4驱动系统的电动机宜采用交流变频电动机电动机功率

。

宜按一台电动机失效其余电动机可在不过载的条件下继续完成

、

承船厢的本人人文库次运行的原则确定电动机功率的计算应符合本规范

。

附录的规定

E。

6.5.5驱动系统应按驱动齿轮极限荷载计算静强度驱动齿轮

。

托架及齿条应按额定驱动力计算疲劳强度驱动系统高速轴零部

。

件及减速器高速级齿轮副应按传递倍电动机额定功率所对应

1.2

的荷载计算疲劳强度减速器其余传动部件及低速轴万向联轴器

。

应按倍额定驱动力和安全机构摩阻力换算到相应零部件上的

1.2

·32·

荷载计算疲劳强度

。

6.5.6驱动系统的驱动齿轮和齿条锥齿轮及减速器圆柱齿轮的

、

承载能力计算应符合本规范第条的规定驱动齿轮与齿条

6.4.5。

的计算应采用与本规范第条中开式齿轮相同的安全系数

6.4.5。

6.5.7减速器齿轮的精度不应低于级驱动齿轮和齿条的精度

6，

不应低于级驱动齿轮和齿条的材料质量宜满足现行国家标准

9。

直齿轮和斜齿轮承载能力计算第部分材料的强度和质量

《5：》

中对应于的要求

GB/T3480.5ME。

6.5.8驱动机构驱动齿轮托架应能适应承船厢与承重结构的水

平相对变位和齿条的制造安装误差驱动齿轮托架机构还应具

、。

有传递限制和检测驱动齿轮荷载的性能驱动齿轮托架机构的

、。

结构及零部件疲劳强度应按额定驱动力计算静强度应按驱动齿

，

轮极限荷载计算专用

。

6.5.9驱动系统应设置工作制动器和安全制动器制动器的结

。

构形式与安全系数应符合本规范第条的规定工作制动

6.4.13。

器制动荷载应为电动机的额定输出扭矩安全制动器制动荷载应

，

为驱动齿轮极限荷载

。

6.5.10驱动系统的驱动机构之间应设置机械同步轴系统同步

。

轴系统的设计应符合本规范第条和第条的规定

6.4.76.4.8。

6.5.11齿条及其埋件的布置与结构应满足齿条的支承传力制

、、

造和安装的要求齿条安装后两节齿条之间相邻齿的节距偏差应

。

符合齿条齿间节距公差要求

。

6.5.12与人人文库安全机构相连的驱动系统减速器输出轴与减速器低速

轴转速应相差整数倍在驱动机构和安全机构之间宜设置扭矩检

。

测装置安全机构应能适应承船厢和承重结构之间的相对变位

。。

6.5.13安全机构应按承船厢水漏空水满厢对接沉船空厢检

、、、

修等工况进行设计根据工程具体情况对级及以上的安全级

。，Ⅱ

为特殊级升船机宜按承船厢室及平衡重井进水的特殊工况进行强

度和稳定性校核

。

·33·

6.5.14安全机构的受力撑杆应按最大荷载进行静强度和稳定性

校核静强度安全系数不应小于稳定性安全系数不应小于

，2.5，

3.0。

6.5.15安全机构旋转螺杆的螺纹圈数不应少于圈旋转螺杆

4。

与螺母柱螺牙的计算接触圈数不宜大于圈

2。

6.5.16在锁定状态下安全机构螺杆与螺母柱的螺纹副必须可靠

自锁。

6.5.17套安全机构的荷载不均匀系数宜取螺母

41.05～1.10，

柱片间荷载不均系数不宜小于

1.05。

6.5.18安全机构及其螺母柱应进行静强度校核在本规范第

。

条规定的工况下旋转螺杆与螺母柱螺牙根部的最大综合

6.5.13，

应力应小于材料的屈服极限最大弯曲正应力应小于屈服极

；90%

限最大剪应力应小于屈服极限安全机专用构其他相关构件的

；55%。

静强度安全系数不应小于

1.3。

6.5.19安全机构螺杆和螺母柱的螺纹副设计间隙值应根据承重

结构和承船厢结构变形以及相关设备的制造安装误差传动系统

、、

间隙确定

。

6.5.20螺母柱及其埋件的布置与结构应满足支承传力制造和

、、

安装的要求

。

6.5.21齿条和螺母柱总高度应大于升船机最大提升高度与上下

冲程之和齿条和螺母柱的分节长度应根据承载需要以及设备制

。

造安装确定

人人文库。

6.6平衡重系统

6.6.1升船机平衡重系统应包括平衡重组钢丝绳组件钢丝绳

、、

长度调节组件平衡链及其导向装置平衡重组锁定装置钢丝绳

、、、

润滑装置平衡重轨道及埋件

、。

6.6.2平衡重组应设置安全框架结构在正常情况下安全框架不

，

应承受平衡重的重量框架上应设置纵横两个方向的导向装置

。、。

·34·

6.6.3全平衡垂直升船机应在平衡重组内设置重量可调的调整

平衡重块调整平衡重的重量不宜小于承船厢总重的调整

，5%。

平衡重块的材料宜采用钢板或铸钢

。

6.6.4平衡链宜采用钢丝绳串钢块式全部平衡链的单位长度

。

总重量应与承船厢侧全部悬吊钢丝绳的单位长度总重量相等悬

。

吊钢丝绳宜采用预拉伸抗旋转交互捻钢丝绳且同一条平衡链的

，

两根钢丝绳应旋向相反

。

6.6.5当全平衡垂直升船机的提升高度大于时宜设置用

45m，

于平衡钢丝绳重量的平衡链且在承船厢室底部宜设置平衡链导

，

向装置

。

6.6.6每根钢丝绳宜单独悬吊一块平衡重块

。

6.6.7安全框架结构的承载能力计算应包括正常工况钢丝绳断

、

绳事故工况和安装检修工况其静强度计算专用安全系数不宜小

，

于

1.5。

6.6.8平衡重块可采用高容重混凝土或铸钢在布置条件允许的

，

情况下宜选用高容重混凝土高容重混凝土的容重不宜大于

，。

3强度等级不宜低于平衡重块的外形尺寸及分节重

3.5t/m，C30。

量应根据设备制造及升船机工程的运输安装条件确定高容重混

。

凝土平衡重块的外表面应进行防水防潮涂装处理

、。

6.6.9每根钢丝绳应设一套长度调节装置调节行程不宜小于

，

调节装置应按正常工况进行强度计算安全系数不应小

±250mm。，

于应按断绳事故工况进行强度校核安全系数不宜小于

4.0；，1.5。

6.6.10钢人人文库丝绳组件的可旋转部位应设置防旋装置相邻钢丝绳

，

宜为左右旋向间隔配置

、。

6.6.11平衡重组应设置安装检修平台平台上宜设置平衡重组

，

锁定装置

。

6.7承船厢设备

6.7.1承船厢设备应包括承船厢工作闸门及其启闭机对接锁定

、

·35·

装置顶紧装置间隙密封机构防撞装置导向装置钢丝绳张力

、、、、、

均衡装置承船厢水深调节与间隙充泄水系统液压系统检修锁

、、、

定装置缓冲装置

、。

6.7.2垂直升船机与承重结构相关联的承船厢设备应能适应各

种工况下承船厢与承重结构之间的相对变位及设备轨道的制造安

装误差

。

6.7.3承船厢工作闸门及启闭机应符合下列规定

：

1工作闸门的选型应兼顾航道漂浮物对闸门运行及止水的

影响门型可选用卧倒式平面闸门下沉式平面闸门或下沉式弧形

，、

门当航道漂浮物较多时宜采用下沉式平面闸门或下沉式弧形

。，

门当航道漂浮物较少或设有清污设施时可采用卧倒式平面

；，

闸门

。

2工作闸门的孔口净宽应与承船厢有效专用水域宽度相一致孔

，

口底高不得高于承船厢底铺板闸门高度宜与承船厢干舷高相等

，。

3工作闸门应按静水启闭进行设计宜采用双吊点液压启闭

，

机启闭除卧倒式平面闸门外其他门型应在门的全关闭位置设

。，

置机械锁定装置工作闸门启闭力宜按闸门前后

。±100mm～

水头计算

±200mm。

6.7.4对接锁定装置应符合下列规定

：

1垂直升船机应设置承船厢对接锁定装置钢丝绳卷扬式

。

垂直升船机的对接锁定装置可同时兼作承船厢沿程锁定对接锁

。

定装置不得承受对接期间的承船厢纵向荷载

。

2对接人人文库锁定荷载应包括承船厢对接期间因水位变化造成的

承船厢内水体重量的变化量以及船只进出承船厢过程中船形波

，

产生的垂直附加荷载对接锁定装置的锁定能力应按不小于锁定

。

荷载的原则确定齿轮齿条爬升式垂直升船机的对接锁定装置应

。

具有超载退让功能

。

3对接锁定装置的油缸及其控制阀组应采取可靠的保压

措施

。

·36·

6.7.5顶紧装置应符合下列规定

：

1垂直升船机应设置承船厢顶紧装置承船厢顶紧装置的

。

纵向荷载应包括纵向水压力间隙密封机构顶推力船舶撞击力

、、、

船舶系缆力纵向风载和地震作用荷载

、。

2应采取有效的结构措施降低对接期间的承船厢竖向附加

荷载对顶紧装置的不利影响

。

3顶紧装置应采用机械式自锁机构，不得采用液压油缸直接

顶紧方案。顶紧机构及其液压控制回路必须设置自锁失效安全保

护装置。

6.7.6间隙密封机构应符合下列规定

：

1设在承船厢上的间隙密封机构应具有适应对接期间闸首

工作闸门变形承船厢与之对接的闸首或闸首工作闸门相对变位

、

的能力专用

。

2形密封框应由多套同步运行的液压油缸驱动且应在油

U，

缸与密封框之间加设保压机械弹簧密封框端面宜设两道结构形

。

式不同的止水橡皮

。

3密封框结构设计应按现行行业标准水利水电工程钢闸

《

门设计规范的有关规定执行油缸设计应按现行行业标准

》SL74，

水利水电工程启闭机设计规范的有关规定执行

《》SL41。

6.7.7防撞装置应符合下列规定

：

1应在承船厢两端闸门的内侧设置防撞装置上下游防撞

。

装置防撞构件之间的净间距应等于承船厢水域有效长度

人人文库。

2防撞装置应具有缓冲船舶撞击的能力船舶撞击能量应按

，

设计最大船舶以承船厢内允许的航速行驶时具有的动能设计船

，

舶动能应按下式计算

：

mv2

E=

（6.7.7-1）

2

式中E船舶动能

：———（N·m）；

m船舶及其附连水体总质量

———（kg）；

·37·

v在承船厢中的允许航速

———（m/s）。

3防撞构件布置高度应分析船艏倾角的影响且宜位于承船

，

厢设计水位线以上处

0.5m。

4防撞装置宜采用带缓冲油缸的钢丝绳防撞形式船舶缓

。

冲距离应按钢丝绳支承跨度油缸缓冲行程钢丝绳弹性变形等进

、、

行核算且钢丝绳不得碰触承船厢工作闸门钢丝绳油缸缓冲行

，。、

程应符合下列规定

：

1防撞钢丝绳安全系数不应小于且宜选用预拉伸镀

）4.0，

锌钢丝绳

；

2油缸缓冲行程应按下式计算

）：

kmv2

S=2

pd2-d2（6.7.7-2）

π（0）

式中S油缸缓冲行程

：———（m）；专用

m船舶及其附连水体总质量

———（kg）；

p压力阀设定油压2

———（N/m）；

d油缸内径

———（m）；

d活塞杆直径

0———（m）；

k安全系数取

———，1.8～2.0。

6.7.8导向装置应符合下列规定

：

1承船厢上应对称设置纵横向导向装置导向装置的布置

、。

位置应结合导轨布置方案确定横向导向装置宜设在承船厢两侧

，

的外端纵向导向装置宜靠近承船厢横向中心线布置

，。

2导向人人文库装置宜采用带预紧弹簧的弹性导轮每个方向导轮

。

的弹簧总预紧荷载应按不小于承船厢在非工作风压作用下的风荷

载确定风荷载应按下式计算

。：

P=CKqA

wh（6.7.8）

式中P作用在导向装置上的风荷载

：w———（N）；

C风力系数应按现行行业标准水利水电工程启闭

———，《

机设计规范的有关要求执行

》SL41；

·38·

K风压高度变化系数本项计算中可取K

h———，h=1.0；

q非工作风压2本项计算中可取q2

———（N/m），=800N/m；

A承船厢及厢内船舶垂直于风向的总迎风面积2

———（m）。

6.7.9钢丝绳张力均衡装置应符合下列规定

：

1钢丝绳卷扬式升船机应设置提升钢丝绳和可控平衡重钢

丝绳张力均衡装置钢丝绳张力均衡装置宜采用液压油缸形式且

，，

应具备在静止状况下调平承船厢的功能

。

2液压油缸的有效行程应根据提升钢丝绳最大悬吊长度钢

、

丝绳弹性模量液压系统控制方式等因素确定且不宜小

、，

于

500mm。

3液压油缸宜设置活塞杆机械锁紧装置机械锁紧装置及油

，

缸其他承受拉力构件的强度安全系数不应小于油缸上应设

3.0。

行程检测装置和压力检测装置油缸与承船厢专用之间应设钢丝绳张

，

力检测装置

。

6.7.10水深调节与间隙充泄水系统应符合下列规定

：

1设置在承船厢上的水深调节与间隙充泄水系统应根据升

，

船机工程的具体运行条件兼顾升船机的运量要求船舶允许系缆

，、

力和水泵流量等因素确定调节承船厢水深的时间每次最长调节

，，

时间不宜大于间隙充泄水系统抽排间隙水的时间不宜大

5min；、

于

2min。

2除电动机水泵组和管道系统外承船厢水深调节与间隙

-，

充泄水系统内还应配置工作阀门检修阀门补排气阀门和补偿装

、、

置设备配人人文库置应保证系统可双向运行

。。

6.7.11承船厢上的液压机构宜由液压系统集中操作液压泵站

，

应布置在机房或机舱内液压泵站的数量应根据泵站至各执行机

，

构的距离液压控制回路的复杂程度确定

、。

·39·

7电气系统设计

7.1一般规定

7.1.1升船机电气系统设计应包括供配电与接地主电气传动系

、

统运行监控非电量信号检测通航信号与语音广播图像监视

、、、、、

通信等电气设备

。

7.1.2升船机电气设计应以水工建筑金属结构和机械专业设计

、

为依据在航运调度和枢纽管理体制和职责范围划分基本明确的

，

条件下进行

。

7.1.3升船机中固定式卷扬启闭机和移动式专用启闭机的电气传动

控制系统应按现行行业标准水利水电工程启闭机设计规范

《》SL

的有关规定进行设计

41。

7.2供配电与接地

7.2.1升船机电力负荷分级应符合下列规定

：

1级及以上升船机或每天运行时间不少于的升船

300t16h

机的工作闸门启闭机承船厢驱动机构承船厢对接锁定机构承

、、、

船厢充泄水装置计算机监控系统通航信号与语音广播系统通

、、、

信系统消防设备