斜面升船机由上、下游引航道和承船结构段两大部分组成。斜面升船机依附地形布置，承船结构有下水、不下水两种，下水斜面升船机一般不设上、下闸首。斜面升船机型式，需根据水利枢纽上、下游水位变幅和地形等条件，进行技术经济比较后确定。斜面升船机也可与其他型式的通航建筑物联合布置，如我国20 世纪70年代建成的丹江口升船机，第一级为垂直升船机，第二级为斜面升船机，在两级升船机之间为中间渠道的布置形式。
不下水斜面升船机的主要建筑物有斜坡道及其上、下闸首和卷扬机房。斜坡道由轨道梁、绳道和托辊梁等组成。卷扬机房可参照一般工业厂房进行设计，上、下闸首与垂直升船机闸首相似，可参照垂直升船机闸首进行设计，本节重点是介绍斜面升船机主要建筑物——斜坡道的设计。
4.4.1.1 斜坡道布置
（1）斜坡道坡度。斜坡道坡度的大小，主要根据工程水头的大小、升船机的规模、升船机的型式和布置区域的地形地质条件等因素，通过多方案比较确定。斜坡道坡度增大，除增加承船厢的曳引拉力外，还使斜架车尾端高度、斜坡道末端的水深等相应加大。但如斜坡道坡度过于平缓，将使斜坡道的长度增长。斜坡道的坡度，通常可按如下经验数值采用：纵向斜面升船机：1∶8～1∶22；横向斜面升船机：1∶6～1∶12。
（2）斜坡道长度。取决于升船机的设计水头和斜坡道的坡度。
（3）斜坡道宽度。取决于承船厢的有效宽度和斜架车走轮的横向跨度。
（4）斜坡道上轨道的条数和间距。纵向斜面升船机的斜坡道，一般布置两根轨道，在船厢荷载较大、轮压过大时，可以考虑布置3 根或4 根轨道。但最外侧两条轨道的间距，通常根据承船厢侧向稳定的要求采用2／5～1／2 船宽。横向斜面升船机的斜坡道，一般需布置多根轨道，具体根据承船厢的有效长度、荷载大小和承船厢结构的受力条件确定。
（5）轨道梁和板式基础。轨道梁基础的结构形式，根据轮压值、地质条件、斜架车对轨道的变形要求、材料供应和施工条件等进行选择，大、中型斜面升船机，一般为天然地基上的钢筋混凝土轨道梁和板式基础或在桩基上的轨道梁和板式基础等。
1）轨道梁。钢筋混凝土轨道梁断面有矩形、倒T形及工字形等（图4-35）。为了防止轨道梁横向产生变位，在一组轨道两根轨道梁之间，需布置横向联系梁。对于下水式斜面升船机的水下轨道部分，可采用预制的井字形构件，在水下安放在铺好的抛石基床上。构件的大小由起重设备的能力确定。梁的分段长度：对于现浇梁，根据当地的温度差和地基情况，一般按30～45m间距设置一道变形缝的要求确定；对于预制梁，还应考虑起重设备的起重能力。
图4-35 轨道梁断面示意图
（a）矩形；（b）倒T形；（c）工字形；（d）台阶形
为了减小两段梁接缝处的沉降差，可在梁端底面局部加宽或在接缝下面设置钢筋混凝土垫板。如缝的两侧为不同型式的基础结构，应采取措施防止过大的沉降差异。
2）板式轨道基础。板式轨道基础有平板、肋形板等型式。肋形板受力比较有利，但施工较麻烦。板式轨道基础的变形缝间距，针对轨距较小情况，一般可采用15～20m。
钢筋混凝土轨道梁和板式基础，具有整体性好、刚度大、耐久、沉降较小等优点，但混凝土及钢材用量较多，造价比轨枕道渣结构高，通常适用于轮压较大，对不均匀沉陷要求较高或轨道结构形状复杂的情况。
3）桩基上的梁。当地基的软土层很厚、承载力不足时，可采用桩基。虽然地基较好，但天然岸坡较陡，当地基能够打桩时，为减少斜坡道基础的填方，也可采用桩基础，在桩基上浇筑或安装钢筋混凝土轨道梁。桩的型式通常为打入的钢筋混凝土桩、钻孔灌注桩或钢桩。钻孔灌注桩具有施工设备简单和岸坡不受打桩振动的影响等优点。钢桩用钢量大，只有在特殊情况下才考虑采用。(https://www.xing528.com)
对于下水式斜面升船机水下的斜坡道，由于在水下施工，轨道梁与桩基的连接比较复杂，为便于梁的水下安装和标高调整，设计时需考虑使两者连接可靠、节点施工方便和钢轨固定件便于拆除。
桩基上轨道梁的优点是承载能力高，沉降小，但造价高。
4.4.1.2 天然地基上轨道梁结构计算
（1）轨道基础的计算。天然地基上的轨道梁是一种基础梁，其结构计算关键在于根据已知外力求未知的地基反力及其分布。已知地基反力及其分布后，便可用材料力学的方法求得基础梁的内力和变形。目前有以下几种实用的计算理论和假设。
1）假设地基反力为直线分布，用偏心受压公式即可求得地基反力的分布。这种假设一般用于刚性梁，因完全没有考虑基础梁与地基之间的相对刚度，对于柔性的基础梁，将造成相当大的偏差。
2）地基系数假设（文克尔假设），按照这个假设，地基表面某点的沉降量，仅与该点所受的压力强度成正比，即把地基模拟为无限多个各自独立的弹簧，忽略了地基的整体性和连续性，因而和土力学的理论与实践不符。事实上，地基沉降不仅发生在基础底部有压力作用的地方，也发生在压力作用以外的地方。理论和实验研究表明，对同一种土，地基系数随着外力的大小，基础的平面形状和尺寸等因素而变化，它并不是常数，没有反映地基的固有性质，只是一个经验系数。这种假设尽管在理论上有缺陷，但还能考虑基础梁与地基之间相对刚度的影响，而且使用比较方便，如果地基系数k 值选用得当，计算结果尚能满足工程的需要。
3）理想弹性体假设，把地基视为连续的理想弹性体，并可区分为半无限理想弹性体和有限的弹性层两种情况，可利用弹性力学中的解答，建立地基表面各点压力和沉降之间的关系。它充分考虑了地基的整体性和连续性，在理论上比地基系数假设前进了一大步。然而，土基的性质与理想弹性体相距甚远，因此，用弹性理论来描述地基，还是有缺陷。同时，对于刚度大的基础，按弹性理论所得的地基反力分布，一般呈马鞍形，地基反力向基础两端集中，基础内产生过大的正弯矩使基础的材料用量和造价增加，从而使工程界对理想弹性体的假设产生不同看法。
关于这两种假设的适用条件，至今仍存在不同的见解，并无定论。目前在西欧、美国、日本多用地基系数假设，在我国这两种假设都用。
（2）轨道梁结构计算。
轨道梁应力分析，应根据结构布置型式，尺寸及受力条件等进行，要点如下：
1）土基上轨道梁的应力分析可采用反力直线分布法或弹性地基梁法，其中相对密度小于或等于0.50的砂土地基，可采用反力直线分布法；粘性土地基或相对密度大于0.50的砂土地基，可采用弹性地基梁法。
当采用弹性地基梁法分析轨道梁应力时，应考虑可压缩土层厚度与弹性地基梁半长之比值的影响，当比值小于0.25 时，可按基床系数法（文克尔假定）计算；当比值大于2.0时，可按半无限深的弹性地基梁法计算；当比值为0.25～2.0 时，可按有限深的弹性地基梁法计算。
2）岩基上水闸闸室底板的应力分析可按基床系数法计算。
3）钢轨的影响。对钢轨是跨越梁端伸缩缝连续铺设的情况，由于钢轨的刚度远比轨道梁小，钢轨可以传递剪力，但不能传递弯距，因此可认为相邻两根梁的连接为铰接。在计算轨道梁时，除考虑所有外力外，还应考虑传递剪力的影响。
4）内力包络图的绘制和最大地基反力的确定。作用在轨道梁上的轮压力是移动荷载，需绘制梁的弯矩和剪力包络图，用以进行梁的配筋，同时，所有轮压力作用位置中最大的地基反力值，不应大于地基的允许承载力。
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