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域直
接驶入升船机室，因此无需设置下闸首，简化了升船机系统和运行程序。另外，
承船厢主要或全部由提升绳悬吊，支承刚度大，升船机悬吊系统动静态特性较好；
转矩平衡重所占比例大，使得主机安全制动系统具有很大的制动能力，对保障升船机的安全较为有利。下水式升船机的缺点是船厢重量与平衡重重量不平衡，主
机负荷与主机规模较大，运行能耗较高。；每次运行中，船厢下水与出水时的受
力状态复杂，在空气中运行，载荷状态又发生大的改变，对船厢和主机设备的疲
劳强度不利。另外，船厢下水使船厢上的电气设备面临防水问题。
对于大型升船机，由于主机设备规模过大会带来总体布置和设备制造、安装
及运输等诸多问题，甚至影响到方案的可行性。因此，从我衡升船机型式更适合于作为大型和超大型船只的过坝提升设备。
全平衡钢丝绳卷扬式垂直升船机金属结构和机械设备包括上、下闸首设备和
升船机主体设备两部分。下水式升船机仅由上闸首设备和主体部分组成。两种型
式的升船机的相应组成部分较为类似。以下分别对钢丝绳卷扬式升船机的上下闸
首设备和主体设备进行介绍。
（1）上、下闸首设备
上、下闸首设备是升船机上、下游的挡水设备。对于全平衡垂直升船机，其
功能一方面是阻挡上、下游水流，使升船机室形成承船厢的无水运行空间；另一
方面保证在正常通航水位范围内承船厢与其对接，并通过相关设备的运行，实现
上、下游水域与承船厢内水域的贯通，从而完成船只进出承船厢的过程。因此上、
下闸首设备是升船机运行所必需的重要组成部分。对于下水式升船机，下游水域
与船厢室连通，省去了下闸首设备。根据其功能的要求，上、下闸首设备的设计
既要安全可靠，又要运转灵活，操作简便。另外，在选择工作闸门的结构形式时，
还需考虑通航净空的要求。目前“内河航运规范”所规定的国内的各级航道通航
净空值均较大，例如五级航道的通航净空为 8m，三峡升船机通航净空为 18m。
上、下闸首设备一般包括工作门和事故检修门（或辅助门）及其相应的启闭
机设备。另外，根据总体布置的需要设置其它的设备，如在下水式升船机的上闸
首中设置过船防撞梁，并在工作大门内布置对接密封装置、充泄水装置等；在三
峡升船机上闸首中设置提升式活动公路桥。根据枢纽布置及上、下游通航水位变
幅的大小，上、下闸首设备采用不同的布置方式和门体结构形式。

在水利枢纽应用的一级垂直升船机，或两级升船机的第一级升船机，其上
游正常通航水位经常会出现较大的变幅如三峡升船机和隔河岩第一级升船机
1．充泄水方案
该方案在上闸首沿水流方向布置辅助门和工作门（见图 1）。布置在同一门
槽内的工作门由多节叠梁和一节带卧倒小门的平板大门组成。卧倒小门能适应与
一节叠梁同高的水位变化。辅助门布置在工作门上游，由多节叠梁和一节能节间
冲水的平板大门组成。辅助门除作事故门外，当通航水位变幅超过一节叠梁高度
时，需调节叠梁时，辅助门还需协同工作门共同完成叠梁门的调节。上闸首设备的工作原理如下：
当上游水位变幅小于单节叠梁门高度时，无须调节叠梁。船厢由主提升机驱
动和控制，与上闸首对接并锁定，此时船厢内水面与上游水面齐平。安装于船厢
端部的 U 形密封框与大门对接，由密封框端面的止水橡皮封住两者间的缝隙，
并向缝隙充水。在无压状态下闸首卧倒小门和船厢门开启，船厢内水域与上游水
域连通，可允许船只进出船厢。当上游水位变化大于一节叠梁高度，卧倒小门不
能再适应通航要求，即当水位涨至工作门超高不足，或水位下降至卧倒小门底坎
上水深不足最小航深，需增加或减少一节叠梁时，调整工作叠梁由辅助门配合完
成。其具体过程为：首先放下辅助大门，阻断上游水流。通过两门体间设置的泄
水系统，泄除两门间的部分水体，泄除水体高度大于工作大门的最大挡水高度，
使工作大门处于无压状态，将其提出门槽放于预定位置，然后从门库提出一节叠
梁置于门槽内（涨水）；或从门槽内提出一节叠梁放回门库（落水），然后再将工
作大门放入门槽内，由辅助门动作向两门间充水，使辅助门处于平压状态，再将
其提出门槽，放回预定位置。升船机可在变化后的水位条件下进行通