DL T 5399 2007 水电水利工程垂直升船机设计导则 2

    7金属结构及机械设备设计

    7.1  上下闸首挡水设备

7.1.2工作闸门是承船厢与上、下游航道之间的连接设备，与承船厢上、下游端紧邻布置.为了实现承船厢与航道间的对接，以及对接后便于船舶进出承船厢，上、下闸首工怍闸门的形式应为顶部没有可独立操作的通航闸门的组合式平面闸门，并应能随航道的水位变化进行调整，以满足通航水深的要求。在通航水位的各种工况下，该闸门是上、下闸首的挡水设施。

    7.1.3  各种闸门设计应根据DL/T 5039《水利水电工程钢闸门设计规范》进行；启闭机设计应根据DL/T 5167《水电水利工程启闭机设计规范》进行。

    7.1.5采用下沉式工作闸门时，其面板和水封装置应设置在迎水面，水封装置相当于常规闸门的“上游封水”，但与常规闸门不同，其水封装置必须满足闸门在通航水位变幅范围内的任意位置均能可靠封水的要求。因此，水封橡皮需安装在门槽埋件上，闸门的而板是水封座而，对其平整度有较高的要求。

  7.1.6为确保可靠挡水，工作闸门应在升船机不通航期间处于全关闭位置，防止因航道水位升高而漫顶，并应为下沉式工作闸门设置机械锁定装置，避免闸门下滑。当航道水位基本恒定或变幅极小时，如采用提升式工作闸门，为防止升船机通航过程中工作闸门发生下落事故应住其全开位设置机械锁定装置。机械锁定装置宜设置在闸门上，  也可以设置在启闭机上，但必须十分可靠。

    7.1.7工作闸门采用双吊点启闭设备和动水启闭操作。启闭设备的形式应根据启闭力、启闭扬（行）程、操作要求、布置条件等选择常用的液压启闭机或卷扬式启闭机（固定式、移动式）。

   7.1.8  本条规定了上、下闸首检修闸门或事故闸门的作用及设计条件。上闸首检修闸门或事故闸门挡水位应与大坝最高防洪挡水标准相一致；全平衡式升船机下闸首的挡水标准应根据工程等级和洪水频率，经技术经济比较后确定；承船厢入水式升船机下闸首不承担防洪挡水任务，挡水标准按工程正常运行时的水位确定。

   7.2承船厢

  湿运式垂直升船机的承船厢内始终装载有体积恒定的水，是船舶过坝的载体，承船厢通过与闸首的对接和通航闸门的开启，实现船舶进、出承船厢的目的。在关闭通航闸门、解除与闸首的对接后，即可由主提升设备驱动承船厢的升降，并通过与另一闸首的对接、通航闸门的开启，使船舶驶出承船厢，达到船舶过坝的目的。

   
    7.2.1  从承船厢的体形和承船厢内水体载荷的分布及悬吊系统的布置情况分析，承船厢承载构件的主体结构应采用左右各布置一根纵主梁，其间采用多横梁连接的方案，该布置方案也是国内已建升船机所采用的基本结构。承船厢主要构件的材料的选用参照了现行设计规范DL/T 5039《水利水电工程钢闸门设计规范》和DL/T 5167《水电水利工程启闭机设计规范》的有关规定。

    7.2.2  承船厢的外形尺寸及构件设计首先必须满足有效水域平面尺度和水深的要求，同时，应满足设备布置、运行的需要。消防及疏散通道的设计应尽量考虑各种人员的安全和便捷通行，并应与土建结构相衔接。承船厢采用现场拼整方案时，其外形尺寸与土建结构之间的空间应满足安装施工的需要。

    7.2.3  全平衡式升船机的承船厢主纵梁、主横梁等主要受力构件采用实腹式箱形断面结构有利于提高整体刚度，且采用此结构可使承船厢的外形尺寸相对较小。入水式升船机的承船厢则只能采用单腹板结构，底面纵向全长范围还应设计成左右倾斜的体形，以避免出入水时产生浮力、吸附力和拍击力等对主提升力有影响的因素，在结构的适当部位还必须设置相当数量的排气孔和排水孔。

    7.2.4承船厢的设计一般均应按各种运行工况，对其总体刚度、扭曲变形及应力、吊点等重要部位的局部应力、结构动力等特性进行有限元分析计算，利用其对称性条件，还可以采用二维、三维及半厢、全厢模型。承船厢的总体刚度对升船机的安全运行至关重要，根据水口升船机承船明总长度达123m的实际挠度情况，本标准规定承船厢在正常运行工况条件下的纵向和横向最大整体挠度为f_max≤L (1/1600----1/2000)。此规定值在结构设计上并无难度，也能满足运行的要求。承船厢长度小时其整体挠度宜取大值。

    7.2.5干舷高度需要根据设计最大船舶的满载和轻载吃水深度确定，还应满足承船厢最大允许误载水深的需要。

  7.2.7承船厢甲板是消防及运行人员的主通道，需要足够的宽度。对疏散通道与土建结构的衔接要求必须协调一致，本条规定的附属设施是不可缺少的基本设施。承船厢是否设置检修闸门槽应根据机型、厢端通航闸门的形式及厢端其他设备的检修要求确定，主要是为厢端需要设置检修闸门时提供条件。

     7.3  主提升设备

电力驱动大型垂直升船机的主提升设备作为承船厢的驱动及控制设备，主要有钢丝，绳卷扬提升式和齿轮齿条爬升式两大类。主提升设备主要包括传动系统机械设备（包括同步轴、减速器及其润滑设备），交流或直流电动机，制动系统设备（包括工作制动器、
       安全制动器及制动系统液压站），以及钢丝绳卷扬提升式机型的卷简装置或齿轮齿条爬升式机型的齿轮齿条副等。

  7.3.1  主提升设备的速度应具有可以调节的特性，以适应运行及调试的需要，调节范围应不小于20倍。例如水口升船机采用直流拖动，调速比为20，在各种速度下，承船厢升降运行相当平稳。

    7.3.2  主提升设备驱动承船厢升降的点是指钢丝绳卷扬提升式机型提升吊点或齿轮齿条爬升式机型设置齿轮齿条副的点，应按承船厢纵向和横向中心线采用全对称布置。计算时，承船厢沿长度被假定为一梁系，该点被作为梁的支点，平衡重拉力、水体和承船厢质量作为外力作用于梁上。因此，4个驱动点对承船厢来说即为一简支梁，驱动点的布置位置应按简支梁进行优化。如驱动点多于4点则应按多跨连续梁考虑。

    7.3.3  在各种运行条件下，保证装有一厢水的承船厢的水平度对升船机的安全运行十分重要，但由于不同的机型对承船厢的悬挂支承方式不同，对承船厢水平度的影响因素也不尽相同。主提升设备设计必须采取有针对性的技术措施，确保承船厢在各种运行工况下的水平度达到设计要求。

    7.3.4  各驱动点之间设置机械同步轴，可以使各驱动点实施强制同步运行，是保证承船厢水平度的主要措施。同时，不管采用何种机型，机械同步轴宜采用闭环布置形式才能真正满足第6.0.4条的规定；机械同步轴的刚度和强度也应满足第6.0.4条的规定。

    7.3.5钢丝绳卷扬提升式机型由于承船厢全部采用钢丝绳悬挂支承，是一弹性支承系统设置机械同步轴尚不能控制支承系统弹性变形和制造误差的影响，因此，水口升船机等工程还采取了控制卷简直径制造偏差、控制提升钢丝绳的绳径偏差、控制整绳弹性模量偏差及对钢丝绳进行预拉伸等多项技术措施，对控制承船厢的水平度取得了十分良好的效果。

    7. 3.6提升钢丝绳是卷扬式升船机承船厢的关键支承件，合理确定其技术要求十分重要。但从影响钢丝绳使用寿命的因素分析，升船机提升钢丝绳的使用条件比常规起重机械要好。首先，钢丝绳的承载基本稳定在设计值以下，如卷扬式机型的提升钢丝绳绝大部分时间的承载远小于设计值；其次，本标准规定卷简直径与钢丝绳直径之比值最小为60，远大于常规起重机用钢丝绳的最小比值25。钢丝绳在卷筒上缠绕时，其受力情况已不是纯拉伸状态，而是同时处在拉伸、弯曲和挤压状态下，其中，弯曲应力的值与弯曲半径大小有密切关系。试验表明，同一钢丝绳绕过不同的卷简直径时，其使用寿命与

卷筒直径大小的关系为直径越大，寿命越长。

    本标准根据水口升船机等工程实例，列入了提升钢丝绳的基本技术要求，钢丝绳的计算按照GB 3811《起重机设计规范》第4.4.2.2条规定进行，在额定提升工况工作静拉力作用下的计算安全系数的确定，综合了国内外的升船机实际取值及上述对升船机提升钢丝绳的丁作条件分析，规定应不小于7．

    7.3.7根据国内已建的升船机实践，本标准规定D/d不小于60。

      7.3.8  主提升设备传动部件指机械同步轴至电动机轴之间包括闭环机械同步轴、联轴节、减速器的相应传动级等，电动机则应包括输出功率及机械强度，均应满足第6.0.4条的要求。

    7.3.9处理升船机机械设备与土建结构及基础之间的关系极其重要，应根据各自的条件切实地提出要求，采取相应的技术措施，以确保升船机正常运行的安全。齿轮齿条爬升式升船机由于主提升驱动机构设置在承船厢上，因此，还应注意处理好两者的关系。

在发生设计设防地震的情况下，则以确保承船厢悬挂系统设备的安全为前提采取相应的技术措施，其余设备允许有局部损坏。

7.3.10不管选用何种机型，其主提升设备都应设置可靠的制动系统，作为升船机安全运行的重要技术措施。制动系统一般应包括用于停机的工作制动器和确保安全停机的安全制动器。在制动器控制系统设计时，还应在设备发生故障时，设置事故制动程序，以确保承船厢在额定升降速度下实现较平稳的停止控制。

7.3.11  齿轮齿条爬升式升船机应设置齿轮齿条副安全工作的超载保护装置，用于对驱动和传动设备的安全保护。爬升齿轮的支架应能适应承船厢相对于土建塔柱发生纵、横向位移及扭转变形的要求，以及设有能始终确保齿轮齿条副啮合条件的导向机构。

    7.4平衡系统设备

    平衡系统设备是全平衡式、部分平衡式垂直升船机的主要承载设备。平衡重的种类一般有重力平衡重、力矩平衡重、可控平衡重等。重力平衡重由滑轮支承，力矩平衡重和可控平衡重需要采用卷筒支承，并需要设置支持制动器。由于平衡重质量大，悬挂钢丝绳的数量多，通常需要分几组布置，每组宜设置框架、导向装置和导轨。

      7.4.1  在同样的平衡重总质量情况下，只要布置条件允许，宜尽可能增加悬挂钢丝绳的数量，使钢丝绳的直径减小，从而使滑轮、卷筒的直径相应减小，使作用于承船厢上的力点增加，最终可以使设备得到优化。

    7.4.2每种平衡重装置的布置宜对称于承船厢的纵向和横向中心线，是确保承船厢水平度的重要条件。

    7.4.3  平衡重质量对承船厢的作用力是引发承船厢纵向倾覆的外力，因此，布置设计时应首先考虑其对承船厢抗纵向倾覆稳定性的影响。其次，应考虑对承船厢结构受力的影响。

    7.4.4承船厢在出现最大允许负值误载水深时的抗纵向倾覆的稳定安全系数是力系对承船厢驱动点或吊点之一的稳定力矩总和与倾覆力矩总和之比值，与升船机平衡系统的布置关系很大，本标准规定抗纵向倾覆的稳定安全系数不小于1.1,当承船厢内水深减小至设计临界值时，厢内水体、厢体结构及设备质量和平衡重拉力沿长度分布不可能是完全均匀的，这就成为诱发承船厢纵向倾覆的因素。

    7.4.5全平衡式升船机的承船厢在额定水深时的总质量等于平衡重的总质量。由于悬挂平衡重的钢丝绳和提升钢丝绳的质量对承船厢侧和平衡重侧的作用随承船厢升降位置的不同而变化，为了消除其对系统产生的不平衡力，需要设置平衡链才能实现真正的“全平衡”。平衡链单位长度质量应等于悬挂钢丝绳单位长度的质量，布置时使其与悬挂钢丝绳一起成一环形，以平衡悬挂钢丝绳的质量。但当升程较小时，钢丝绳的质量变化对平衡系统的影响较小，可以不设置平衡链，直接由主提升设备的提升力来承担。

       7.4.6设计允许每组平衡重装置中任意一根钢丝绳发生破断而不影响正常运行，此时，该钢丝绳上悬挂的平衡重块质量由其余钢丝绳分担，因此，钢丝绳组件的设计额定载荷应按最不利条件计算并计及由此产生的附加载荷。

    7.4.7钢丝绳直径的计算与选择可按GB 3811《起重机设计规范》第4.4.2.2条的规定进行，本标准规定平衡重悬挂钢丝绳在最大工作静拉力作用下的安全系数应不小于7，其理由与第7.3.6条的说明相同。

  7.4.8  平衡重悬挂钢丝绳的直径偏差基本不影响升船机的运行，可按GB 8918《重要用途钢丝绳》的规定进行控制，但定尺长度允许偏差是调节装置的设计依据之一，且钢丝绳的长度通常都比较长，GB 8918标准规定的长度允许偏差不适用，本标准规定为±50mm，。需作为采购的一项技术要求。此外，平衡重悬挂钢丝绳数量较多：设计宜按左右旋向间隔布置，以便使旋转力互相抵消。

  7.4.9平衡重悬挂钢丝绳的其余技术要求与提升钢丝绳相同。

    7.4.10平衡重系统平衡滑轮直径Dh及支承方式通常取决于总体布置方案和具体布置条件，但平衡滑轮直径Dh与平衡重悬挂钢丝绳直径d的比值对钢丝绳使用寿命影响较大，同时-考虑到钢丝绳在平衡滑轮上不进行缠绕，故本标准规定Dh/d不小于55，但在条件允许时，该比值宜尽量取大值。

    7.4.11采用同轴双槽平衡滑轮结构较为紧凑，有利于侧向稳定，但由于两根钢丝绳承载后可能产生的伸长量不相等，所以，两槽之间宜设计成允许互相转动的结构，以避免钢丝绳与绳槽产生相对滑动。

    7.4.12平衡滑轮的绳槽采用浅槽形式是因为钢丝绳通过绳槽时没有水平力和水平方向的移动，且钢丝绳上的载荷恒定，不会出现脱槽的情况，本标准规定槽深宜为钢丝绳直径的0.75倍～1.0倍。由于平衡滑轮直径较大，根据水口升船机的实践，宜采用钢板焊接结构和绳槽轧制成型工艺，但应注意侧向稳定问题。

      7.4.13设置钢丝绳长度调节装置用于各钢丝绳受载后不同伸长量的调节。

     7.4.14调节装置与钢丝绳组件串接，其额定载荷与钢丝绳组件的额定载荷一致，调节长度主要取决于钢丝绳组件的长度允许偏差，与钢丝绳弹性模量偏差有一定关系。

    本标准规定最大可调节量不宜小于钢丝绳长度允许偏差的5倍对经过预拉伸的钢丝绳是足够的。

    7.4.15采用左右螺纹螺旋副机械式调节装置主要应采用具有自锁性能的螺纹，并应考虑带载条件下的可调性。

    7.4.16平衡重块的平面尺寸与布置条件有关，需满足布置要求。当设计采用每一钢丝绳组件悬挂一串平衡重块的方案时，相邻平衡重串之间的间隙值主要应与每串平衡重块叠装后的允许错位量相一致，若间隙太小，对平衡重块形体的制造要求就高，本标准规定设计间隙不宜小于30mm。平衡重块体与土建建筑物之间的设计间距则与土建施工的精度要求囱关，间隙一般不宜太小，本标准规定不宜小于lOOmm。设计应特别注意为平衡重装置靠近土建建筑物面的维修，因此，宜在适当部位留有足够的空间。

    7.4.17平衡重块应包括基本块和调整块，本标准规定调整块的质量不宜少于平衡重块总质量的5%。调整块的单块质量也不宜太大，本标准规定调整块单块质量不宜大于500kg，以满足调整精度的需要，方便调整。

    7.4.18根据水口升船机的经验教训，宜对平衡重块的各向尺寸偏差进行控制，本标准规定尺寸偏差宜小于±5mm，为此，铸件和混凝土平衡重块宜采用刚度足够的钢模进行浇注。采用重混凝土材料制造的平衡重块棱边易被碰损，各棱边均应设置钢附角，并需配置构造钢筋。

  7.4.19每一钢丝绳组件悬挂一串平衡重块时，应按组对各平衡重串设置一套框架，保证在发生断绳故障时，平衡重块仍在框架内，使升船机的平衡系统不发生平衡条件的破坏。框架的结构承载强度同时应满足断绳时的最不利情况设计，并满足第7.4.6条的

    要求。

    7.4.20在正常升降运行时，各组平衡重均能平稳地垂直升降，基本上没有水平力作用；但在紧急制动，尤其在发生地震时，整个系统都将晃动。为使平衡重装置既不直接撞击建筑物，又可以向建筑物传递载荷．宜设置纵向和横向导向装置，并在建筑物塔柱全升程范围设置导轨。

    7.5通航闸门及其启闭设备

    通航闸门包括闸首通航闸门和承船厢端通航闸门，两种闸门分别设置相应的启闭设备，这两类启闭设备是实现承船厢与航道连通或隔断的控制设备。闸首通航闸门设置在闸首挡水工作闸门上。

    7.5.1  本条规定了通航闸门的孔口尺寸计算原则。

    7.5.2  本条规定了通航闸门的操作条件和选型原则。

    7.5.3  当出现承船厢侧水位高于航道水位，且厢内水位尚未达    到允许的最小水深值时．需要通过充泄水设备向承船厢补水，这时，如果闸首通航闸门在反向水压力作用下不能可靠关闭，补水就难以进行。因此，所选门型在上述条件下难以可靠关闭时，应设置机械锁定装置。

    通航闸门的可靠关闭条件与门型有关，可供选择的门型包括卧倒闸门、提升式或下沉式平面闸门、反向弧形闸门等。卧倒闸门采用压紧式水封，密封性较好，启闭过程水封橡皮与水封座无相对滑动，橡皮不易损坏，但水封橡皮的维修更换条件较差；提升式或下沉式平面闸门的水封橡皮可在提出门槽后进行更换，能可靠关闭，但密封性比卧倒闸门差：反向弧形闸门能可靠关闭，密封性和水封更换条件较好。

    7.5.4根据水口升船机的实践，通航闸门启门力按水位差不小于0. 2m计算是必要和安全的，对承船厢内船舶的停泊条件没有影响。

    7.6对接装置

    对接装置是对接密封装置、顶紧（拉紧）装置、承船厢充泄水设备的总称，也是湿运升船机实现承船厢与闸首可靠对接的设备。

  7.6.1根据水口、岩滩等升船机的实践，对接装置设置在闸首挡水土作闸门上，有利于减少承船厢的漏水环节，使对接密封装置具有方便的维修条件。当对接装置设置在承船厢上时，密封框与承船瞩之间的密封应十分可靠，否则，对接装置将成为承船厢的一个漏水点。此外，还应为设备的维修提供必要的条件。

    7.6.2承船厢的端面或工作闸门上的密封面会受制造、安装偏差的影响，承船厢结

 

构在不同水深时也会存在变形差异。对接密封装置的结构及其操作机构应对此有足够的适应能力，才能确保在各种运行工况下的可靠密封。

  7.6. 3承船厢在与闸首对接时，推出对接密封框、．开启对接端的通航闸门后，承船厢将承受对接密封框压紧力（或压紧力的反力）和承船厢另一端通航闸门上的水压力等两项水平力，该水平力需要通过顶紧（拉紧）装置传递到土建结构上。

    7.6.4充、排对接面间隙里的水体，由于水量较少，可以采用水泵，也可以采用阀门。采用阀门方案，充水可直接开启阀门，从航道或承船厢内取水；排水则应在开启阀门后，先将间隙水快速排至承船厢底面以下的容器内，然后采用小水泵将水抽回到承船厢内。当阀门通径足够大时，这种方案具有快速、节省能耗的优点，三峡升船机即采用阀门方案。为了调节承船厢水深，进出的水量一般较大，需要设置专用的充排水泵，水泵的排量应根据调节量和调节时间确定，水泵的形式可根据布置条件，采用可逆泵或充、排水分别设置水泵，但都应使承船厢内的水体保持平稳而不影响船舶的停泊条件。

    7.6.5对接装置工作过程动作环节较多，需要按顺序运行，为了实现自盂力控制，每个动作之间需设置闭锁条件和状态信号作为顺序动作控制信号。

    7.7防撞装置

    防撞装置是闸首和承船厢通航闸门的防护装置，可避免船舶因速度失控直接撞击通航闸门。

7.7.1  设置防撞装置可以保护通航闸门不被船舶因速度失控而直接撞击。承船厢通航闸门内侧必须设置防撞装置，否则，撞击损坏承船厢远端的通航闸门将导致严重的承船厢恶性失水事故。闸首是否设置防撞装置可根据候船区至闸首挡水闸门的距离确定，距离小于100m时，一般可不设置闸首防撞装置。

7.7.2防撞装置应与相应的通航闸门协调运行，在工作位置应能保护相应的通航闸门，非工作位置应不妨碍船舶的进出。其设置位置不能影响通航闸门的启闭运行。

7.7.3防撞装置的防撞和缓冲能力根据通过的最大船舶和设计允许航速确定，设计允许航速不宜超过0. 5m/s。

    7.8对接锁定装置

承船厢处在对接状态时，对接锁定装置承受作用于承船厢上的垂直附加载荷。

  7.8.1  全平衡式升船机的承船厢两端需设置对接锁定装置。承船厢入水的部分平衡式升船机，当承船厢处于上闸首对接时，承船厢侧为重载侧，上游水位基本稳定，一般厢内水深变化不大，且主提升机的提升能力又很大；当承船厢处于下游水中时，承船厢

侧为轻载侧，且下游水位变率较快，承船厢需要随着水位的变化进行自动跟踪升降。因此，部分平衡式升船机一般不设置对接锁定装置，如岩滩升船机即未设置对接锁定装置。

    7.8.2对接锁定装置的对接锁定力包括对接时段内与厢内水深最大变化值相应的水体质量和船舶进出时厢内水面波动所产生的垂直附加力，前者按承船厢最大允许误载水深计算，后者则往往需要通过水力学试验确定。

       7.8.3  对接锁定装置备动作过程应设置可靠的状态信号作为后一个动作程序的必要条件。该信号根据具体设计方案，可以是位置信号或压力信号。

    7.9承船厢调平装置

湿运式垂直升船机能够控制好始终装有一厢水体的承船厢水平度是确保升船机平稳安全运行的首要条件。承船厢调平装置的作用就是保证承船厢水平度偏差始终不超过设计值。

    7.9.1  调平装置的设计应根据机型特点，全面分析各种工况条件影响承船厢水平度偏差的因素，为控制承船厢的水平度采取相应的应对措施。影响水平度偏差的因素一般包括设备制造偏差，如卷简直径偏差、提升钢丝绳直径偏差、提升钢丝绳整绳弹性模量偏差、．齿轮齿条副允许偏差等；载荷偏差，如承船厢结构及设备质量和承船厢内水体质量分布偏差、各组平衡重质量偏差等；设备安装偏差；运行偏差，如不同升程的升船机在全程范围的积累偏差对水平度的影响。可根据不同的机型采取相应的承船厢水平度控制措施。

    7.9.2齿轮齿条爬升式升船机主提升设备设置机械刚性同步轴后，影响承船厢水平度的因素只有各驱动点齿轮齿条副之间的制造安装相对误差和传动系统运行误差需要进行控制，水平度允许偏差的值还与最大升程的积累误差有关。

    7.9.3钢丝绳卷扬提升式升船机的承船厢通过钢丝绳成全挠性悬挂，因此，影响承船厢水平度的因素很多，需要采取相应的控制措施。如水口升船机为了控制承船厢的水平度，除了各驱动点设置闭环刚性同步轴外，设计规定主提升卷筒绳槽底直径制造偏差为  3448±0. 3mm，提升钢丝绳直径偏差为  52+(0～1.O) mm，钢丝绳整绳弹性模量为(1.O±50％)×105N，并对钢丝绳按40 ％最小破断拉力进行了预拉伸。同时，水口升船机还专门设置承船厢液压调平装置，从而使承船厢的水平度偏差得到了有效的控制，实际运行中，全程范围的水平度偏差均能控制在30mm以内。

    7.9.4钢丝绳卷扬提升式升船机的主提升机一般为多点、多绳形式，根据我国已建升船机工程的实践，每根提升钢丝绳宜通过一套调平液压缸与承船厢吊点结构相连接，

    使每个吊点的各钢丝绳达到受力均衡和实现承船厢水平度偏差的调节控制。根据岩滩、水口等升船机的实践，承船厢的调平控制采用静态调节方式即可满足较长时间运行的要求。

    7.9.5  由于承船厢各吊点间距较大，因此，承船厢液压调平控制阀组宜对应于主提升机在每个吊点区均设置一套，各阀组之间可不采用管路连接，调节控制由电气控制系统实现是可行的。

  7.9.6每个吊点各液压缸的同名腔互相用管路连通，每个液压缸的承载腔进口端宜设置失压保护阀，以便液压缸发生失压故障时，快速关闭此阀，将该液压缸与系统隔离，不影响升船机的安全运行。如隔河岩升船机的调平液压缸两腔进口设置有截止球阀，在完成承船厢调平控制后将球阀关闭，也能起到失压保护阀的作用。

    7.10  事故保安装置

    为了在升船机系统出现不平衡载荷超过主提升设备控制能力时及时锁定承船厢，防止事故扩大，应设置事故保安装置。

    7.10.1  应根据升船机选定机型、总体布置、主提升设备和承船厢的配置等具体情况通过对可能出现不平衡载荷的情况及原因的分析研究，确定相应事故保安装置的形式、设计载荷及设计原则。系统的不平衡载荷超过主提升设备控制能力的情况大多为全平衡式升船机在升降运行中突发承船厢超量漏水事故，导致平衡系统破坏程度超过了主提升设备制动系统的制动能力，或承船厢中的满载船舶发生沉船事故使船厢侧的载荷增加超过了主提升设备的控制能力．

    7.10.2全平衡式升船机应对升降运行中的承船厢可能发生的超量失水事故设置保安装置，以便及时锁定承船厢，这是升船机安全运行所必需的。但保安装置的形式宜充分吸取国内外已有的工程实践经验，结合本工程的具体情况确定。

    7.11  检修吊运设备．

  检修吊运设备宜根据升船机设备的大小和具体布置情况确定，以满足安装、运行维修的需要。

7.11.1  一般上下闸首顶部的高度差较大，大型起重设备难以到达下闸首，因此，通常需要设置专用吊运设备。承船厢上的设备一般较小，但如果设备布置在承船厢的箱形梁内，由于空间狭窄，直设置相应的吊运设各。

    8  电气设计

    8.l供配电系统

    8.1.1供配电系统是升船机各种设备的供电电源。由于升船机属于重要设备，因此，供配电系统的电源及设备配置必须为两套以上互为备用设置。

    8.1.3  承船厢、闸首工作闸门等需要运动设备的供电宜采用专用的吊挂式软电缆，其结构设计需满足强度、使用寿命等要求。

        8.1.4承船厢在水位变率快的一端大多在升船机下游端，水位受电站机组流量影响，可能导致承船厢内水深超低失控，出于安全考虑，宜采取本条规定的措施。承船厢端通航闸门的启闭操作所需动力电源一般较小，设置不间断电源在技术上没有困难，增加的费用也不多，但对提高运行安全性效果明显。

    8.2主拖动系统

       8.2.1  垂直升船机的大惯量提升系统的特点，以及设备特性、负载变化特性、运行特性要求、安装调试需要等方面决定了主拖动系统应满足四象限内稳定运行的要求。

    8.2.2根据水口、隔河岩等升船机的实践，主拖动系统按五阶段速度图或S形速度  图控制承船厢的升降运行，使启动加速一匀速一减速一低速爬行一制动停机各阶段速度变化点实现更平滑过渡，可使承船厢启停过程更平稳。

    8.2.3  采用交流变频调速控制方式在调速范围、调速特性、设备要求等方面更具有优势，是技术发展的趋向。水口、岩滩、隔河岩一级等较早建设的升船机均采用直流调速控制方式，也能满足升船机运行的要求，但随着交流变频技术的发展，国内近期建设的升船机，如隔河岩二级、彭水、三峡等升船机均采用了交流变频调速控制。同时，国内升船机建设的实践表明，、采用速度和电流／转矩双闭环调速系统的动态性能良好。

    8.2.4根据国内升船机的建设实践，规定了电动机选型的基本要求。

    8.2.5本条对升船机多电动机同轴驱动系统规定了各电动机的机械特性差小于2%是十分必要的，根据国内已建升船机的实践，达到本条规定在技术上没有困难。

    8.2.6  为满足6.0.4条的要求，本条对主拖动系统的设备配置作了规定，明确了各传动装置、传动控制站、上级监控系统之间的关系。该配置方案也是国内已建升船机所采用的方案，实际运行中已获得了成功。

      8.2.7  多电动机多点驱动的主拖动系统应具备负荷均匀分配控制和各同轴电动机出力均衡控制，以及故障状态时的无扰动切换，这些要求都是确保升船机平稳可靠运行所必需的。在正常运行和设计规定的故障运行状态下使系统保持出力均衡，并满足转矩

       差小于实时平均转矩10%的要求对保证升船机的运行质量是必要和可行的。

    8.2.8  升船机弹性悬挂系统、传动系统间隙和弹性变形及船厢内水体振荡等因素产生的扰动对升船机的平稳运行有影响，主拖动系统应对这些问题具有有效的抑制功能确保升船机的运行质量。

    8.2.10鉴于主拖动系统对升船机安全运行的重要性，宜采用必要的冗余设计和完善的保护功能。

8.3．检测系统

    8.3.1  检测系统是开船机运行检测装置和状态监护检测装置的总称，是电气控制系统中控制参数和状态信息的来源。检测系统设备通常由安装在升船机各部位的检测元件、信号变换和处理电路、远距离信号传输系统及必要的模拟或数字显示装置所组成。

    在升船机运行过程中，检测设备按预定程序向现地级控制单元发送一系列相关的被控参数和状态信息，计算机系统通过对这些数据的采集、分析、比对，实时对各类数据的可信度作出评价，择优对系统进行控制，并及时发现、处理和预防各种可能出现的故障，确保升船机准确、有序、稳定、可靠地运行。升船机检测项目和数量的配置与监控及监护要求有关，应满足电气控制系统对检测设备的总体技术要求，满足安全可靠、高效准确运行及主提升系统、承船厢各设备、闸首挡水设施、船厢对接装置、安全锁定装置等重要设备监护检测和设计规定的各种故障状态下（包括检测装置可能出现的故障）

检测的需要，完善的配置也足确保升船机运行质量的基础。

    8.3.2对升船机上下游通航水位、通航闸门的槛上水深、承船厢水深、承船厢水平度偏差、主提升系统运行速度、承船厢升降的实时位置等关键和重要的参数，检测应采取必要而又适当的冗余配置和容错设计（包括检测原理及数量的冗余设计）。

    8.3.3检测设备的输出信号与PLC控制单元和二次仪表的输入需要相匹配。

    8.3.4  本条对检测系统设备规定了基本应具备的性能及对采用标准化设计的要求，以减少传感器的品种、规格和备品备件的数量。

8.3.5水电水利工程升船机环境的特点是近水或多泥沙水中安装、潮湿环境、高海拔、强电磁场等，检测系统设备必须满足特定环境条件下的使用要求。

    8.3.7根据国内已建升船机检测系统的配置方案，升船机检测系统的基本配置可归纳为在线运行检测、状态监护检测、标校及试验检测三大类。本标准参照国内已建升船机的设计，分类列出了升船机的基本检测项目。

        8.4  计算机监控系统

    8.4.1计算机监控系统作为升船机自动控制系统的核心，承担运行流程监控和运行管理任务。本条规定了计算机监控系统的结构,该结构也是在国内已建升船机工程中得到成功应用的结构。

    8.4.2  为满足网络故障状态下的应急操作运行需要，本条规定各现地控制站之间宜设置一条I/O硬连接通道，可以有效提高升船机运行的安全可靠性。

    8.4.3鉴于计算机监控系统的重要性，管理控制层监控主机应采用双机热备工作方式，故障日寸能实现双机无扰动自动切换。

    8.4.4现地控制站一般在上下闸首、承船厢、主提升机房等设备布置集中，操作控制功能相对较为独立的区域应设置现地控制站。本条规定了各现地控制站之间及各现地控制站与两台监控主机之间的连接方式。

    8.4.7  根据国内已建升船机的成功实践，本条规定了升船机在集中控制方式运行时，各现地控制站之间的协调关系。

    8.4:8根据国内已建升船机的实践，本条规定了计算机监控系统应具备的基本运行安全保护项目。

    8.4.9  本条规定主要考虑水电水利工程上下游水位不仅变幅大，而且变率快的特点升船机运行可能产生不利影响，设置实时变化预警信号可帮助值班人员及时掌握水位变化情况，对升船机的运行作出必要的应急处理。

    8.5工业电视监视系统

    8.5.1  设置上业电视监视系统便于集控室运行人员对分散布置的各设备运行情况、上下游航道情况进行及时了解，对设备故障过程进行录像记录。本条根据国内已建升船机的实践，规定了工业电视系统应设置工业电视摄像机的基本区域。

       9消防设计

    9.0.2消防设备及消防控制系统。

    1  本款规定了升船机消防设计应遵循的两项规范，并根据常规升船机的设备情况， 列出了设置消防设备、火灾报警及消防控制系统的设备布置集中区域。

     2规定了升船机消防系统采用集中报警控制方式，在升船机集中控制室内所设的火灾报警及消防控制屏，是升船机消防控制的指挥中心。

      3升船机建筑物和承船厢消火栓的消防水源宜充分利用工程已有条件，通常水电水利工程都设有高位水池，可以作为建筑物的消防水源。若工程中无高位水池，应设置专门的消防水源。承船厢内水体作为承船厢消防水源的前提应是升船机平衡系统不被破坏；

     4当承船厢设备布置机房空间狭小，属于无人值班机房，且基本密．闭时，一般应在机房内设置自动灭火系统。

    5本款规定了升船机设置火灾自动报警系统的场所、范围及要求。

    6本款规定了升船机消防电源的基本要求。

    7本款规定了升船机应设置消防人员通道和消防疏散通道的场所和要求。升船机有客船通航要求时，疏散措施应满足可疏散最大载客人数的要求，并应适当考虑残疾人的疏散需要。

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