隆库尔斜面升船机成果直出

4.5.9.1 概述

为适应1350t自航驳船通航的需要，需对沙勒罗瓦—布鲁塞尔运河进行现代化改造。为克服沙勒罗瓦—布鲁塞尔约67.5m落差，对通航建筑物多种方案进行了比较，如多级船闸、液压提升式升船机、浮筒式升船机、钢丝绳卷扬提升式垂直升船机，以及纵向和横向斜面升船机。根据当地的地形、地质条件，以纵向斜面升船机方案最为合理。

隆库尔斜面升船机于1967年建成投入运行。隆库尔斜面升船机一次能通过1350t自驳船，斜面坡比1∶20，提升高度67.73m，斜面长度1340m，运行速度1.2m／s。船只单向运行时间40min，迎向运行时间50min。

4.5.9.2 总体布置

隆库尔斜面升船机具有两个由钢丝绳提升的承船厢，两个船厢各自独立运行，可一起爬升或下降，也可各自爬升或下降。承船厢有效尺寸为87m×12m×3.7m（长×宽×水深），由厚度12mm 钢板辅以T 形梁作为外部加筋构成。每个承船厢由236 个直径为70cm的滚轮支承，滚轮呈两个双排布置，共有59 根轴，这些轴通过弹簧承受承船厢的荷重。每个承船厢带水体总重约为5000～5700t。为了减少驱动功率，配置了平衡重5200t。平衡重由两个载有重型混凝土和铸铁的小车组成。小车与承船厢类似由192 个滚轮支承，滚轮布置在两个双排48根轴上，同样通过弹簧支承平衡重的重量。

为了减少摩擦，承船厢及平衡重的导轮均不带轮缘，由末端设置的6个一组带有弹簧的侧向导轮导向。承船厢通过8根直径55mm的封闭型钢丝绳同平衡重相连。钢丝绳与船厢之间通过液压平衡油缸保证钢丝绳之间荷载分配均匀，钢丝绳与平衡重的框架之间直接相连。

承船厢由卷扬机两个直径为5.5m 的摩擦卷筒驱动，在机房的入口处，由直径为5.5m前后交错排列的滑轮在驱动卷筒前对牵引钢丝绳进行导引。

图4-61 为比利时隆库尔斜面升船机纵剖面示意图。

图4-61 比利时隆库尔斜面升船机纵剖面示意图

4.5.9.3 土建结构

（1）上闸首。上闸首为一大型钢筋混凝土结构，布置有机电控制和驱动设备、维护修理设备和布拉克里—布鲁塞尔运河航运的调度设备。高出地面150m的塔形建筑为鸟瞰隆库尔斜面升船机提供了开阔的视野。上闸首和控制塔建在54 根桩上，桩的直径有2m和3m两种，平均长度13.5m。

（2）下闸首。下闸首是隔开斜面升船机与下游引航道的水工建筑物，布置了闸门及其启闭机。

（3）斜坡道。斜坡道用来支承船厢、平衡重和导向设施，全长1432m。斜坡道的2／3在岩石中开挖，在上游段，航槽建筑物的底板高于地面，这部分采用钢筋混凝土U形结构，每隔20m设一支承构架，支承构架建在两个大直径的柱子上。在斜坡道上布置有轨道。

（4）渡槽。钢筋混凝土渡槽为箱型结构，总长290m，宽59m，基本上为20m一跨。

4.5.9.4 卷扬机

每台卷扬机由6 台直流电动机驱动，电机功率125kW（即170HP），6 台电动机由6台直流发电机和1 台励磁机组供电，按下面的运动规律运行：(www.xing528.com)

起动时，加速度首先从0增到10mm／s2；然后以10mm／s2 的恒加速度运动使速度达到1.2mm／s；最后以1.2mm／s 的速度均速运动。制动时与起动时相反，以恒减速度制动，降低速度。

根据水道实验室的模型试验成果，按照以上方式运行，驳船在承船厢内的移动不超过27.5cm，系缆力小于驳船自重的1／1000。

4.5.9.5 安全装置

为安全考虑，升船机在建成时每台直流发电机都装有一个飞轮，当供电系统出现故障时，以提供卷扬机提升所需电能或储存下降船厢的动能，使卷扬机按要求的减速度实现停机。事后升船机运转多年的情况表明，供电系统从未出现故障，而飞轮出现过故障，管理人员已将所有飞轮拆除。在相反的情况下，承船厢向下运动，升船机处于储存承船厢下滑能量的状态，使承船厢停下来的减速度可以满足要求。另外隆库尔斜面升船机承船厢的运动始终由同一装置控制，其作用是向卷扬机构输入一个给定的速度，输入精度在1／2000以内。这一机构主要由下面几部分组成：一台标准发电机转速精确地与理想速度相符，由鉴别器比较理论速度和实际速度。两者之间的差值，由一先导电流输给用于交直流发电机的6 个放大器。并另配有一套与之相同的装置，以便在第一套装置出现事故时，自动加入工作。如果出现承船厢实际运动速度与理论值相差很大的情况，机电事故控制装置会自动启动，迫使承船厢按预定的运动规律减速或停止。此外，在闸首部位还设有承船厢锁定装置，当承船厢停靠闸首后，由油缸操作的拉钩，扣住承船厢上的锁定轴，将承船厢锁定。

4.5.9.6 电气设备

卷扬机电气设备包括，电动—发电机组驱动电动机和励磁机、卷扬机监控、程控和调速盘。每台卷扬机由6 台CVC609 补偿型它励直流电动机驱动，电动机电压400V，输出功率125kW，转速1000r／min，每台电动机由1 台136kW 的CVC609 型直流发电机（400V，1450r／min）供电，电动—发电机组驱动电动机为滑环式三相感应电动机，电动机型号为AV6045 型，电压380V，输出功率243kW。

按原设计，每台电动—发电机组都装有一个惯性飞轮，以便在主供电系统发生故障时，提供卷扬机提升所需电能或储存下降船厢的动能，使卷扬机按要求的减速度实现停机。

电动—发电机组的飞轮惯性矩为12860kg·m2，重8900kg，飞轮由两块直径为1700mm、厚250mm的实心钢板制成。辅助电压由6 台励磁机供给，励磁机包括：1 台AV4067 型滑环式三相感应电动机（电压380V，功率92kW），同步转速为1500r／min；1台AVSC4043 型单相交流发电机，额定容量为22.5kVA；1 个惯性矩为6050kg·m2，直径1600mm，厚300mm的惯性飞轮（飞轮的实际使用情况已如上述）。

每台电动—发电机组都采用直流断路器进行保护。

斜面升船机要解决的技术难题之一是承船厢中水和船只的震荡问题。这与速度调节和相关控制有关，但首先应考虑安全。根据已进行的一项理论研究表明，震荡发生在加速期间，承船厢头部按下述运动规律运行时，水面震荡最大，幅值达5cm。①加速期间，加速度从0～1cm／s线性变化；②等加速期间；③加速度线性减小期间，到达运行速度为止；④均速期间；⑤行程终点，减速期间与加速期间类似。

卷扬机减速停机，正常减速停机通过安装在承船厢运行轨道上的两个行程开关进行，从运行安全考虑，有两种可能情况。

380V电源供电正常。如有1 台电动—发电机组或1 台励磁机跳闸，可继续正常运行；如有2台电动—发电机组跳闸，而起动已经结束，允许正常运行，但禁止再次起动；如有3 台电动—发电机组跳闸，不论船厢处于斜面的任何地方，都要采用电气制动；如有4 台电动—发电机组跳闸，采用机械制动。

380V电源供电中断。供电电源中断，有5台或6 台电动—发电机组运行，船厢采用正常电气制动；有4 台电动—发电机组运行，采用机械制动。

图4-62 为比利时隆库尔斜面升船机上闸首三维视图。

图4-62 比利时隆库尔斜面升船机上闸首三维视图