俄罗斯西伯利亚中部,叶尼塞河,南起蒙古的乌兰巴托,一直向北注入北冰洋,是俄罗斯水量最大的河流。
流域面积260.5万平方公里,总落差1578米,河流两岸蕴有着丰富的自然资源、水利资源,因此这里一直是西伯
利亚中部的航运运输要道,60年代后,苏联“开发东方”,开始建设一系列宏伟的水利工程,72年建成的克拉斯诺
雅尔斯克水电站就是其中之一,一度在当时成为世界上最大的水电站,也是苏联现代化成就的标志,这座水电站
还出现在04年版俄罗斯10卢布纸币上。
离电站不远就是著名的克拉斯诺雅尔斯克市,这是俄罗斯东西伯利亚最大城市,克拉斯诺亚尔斯克首府。
大坝建成后, 这里形成了一座总长达300多公里的水库。但是,由于克拉斯诺雅尔斯克大坝的建设,使叶尼塞河
的航运因此而中断, 航运物资不得不转运。仅转运费每年耗资达1800万卢布之多。而在建成这个水电站后的70年代,
苏联正在酝酿着在其上游建设更大的
萨彦-舒申斯克水电站,但是那里崇山峻岭,交通更不方便,大型部件必须依赖
水运。当初修建克拉斯诺雅尔斯克水利枢纽一条极其重要的原则就是不能破坏叶尼塞河,特别是上游繁忙的航运势态。
无论国内或国外都没有在相同的条件下修建与高水头水利枢纽配套的通航建筑物的经验。这就充分地说明,克服
水库满蓄时超过100米的上、下游水位的落差就是问题的症结所在。在这种情况下,过坝船舶的吨位是相当大的。解决
这个技术难题有几种方案:采用传统的多级船闸方案或采用不同类型的垂直升船机方案。在经过深入细致的研究和激烈
的争论后,最后决定采取装有转向设备和承船厢自由入水的斜面升船机方案,原因是该方案具有最好的技术经济和运行
指标,也只有该方案才能保证建筑物的最佳布置,使升船机路线与当地起伏不平的地形相适应。
其实,升船机并不是一项新科技,我们可以理解为“机械纤夫”。所谓升船机指的是用机械方法升降船舶的一种通航
建筑物,用于克服航道中的集中水位落差,将船舶自一水位河段提升或下降至另一水位河段。在修船厂、造船厂中,
有的将升降船舶的设备也叫升船机。其基本组成部分包括:承船厢(或承船架、承船车),用于停放船舶;斜坡道或垂直
构架,前者供斜面升船机运行,后者为垂直升船机承船厢的支承和导行设备;连接建筑物,设置在上下游引航道与承船厢
的连接处,使船舶自承船厢进入引航道或自引航道进入承船厢;机械传动机构,用于启闭承船厢的厢门和驱动承船厢升降;
电气控制系统,用于操纵升船机的运行。
升船机作为一种升降船舶的机械设施,其原始雏型为粘土滑道上用人工木绞盘作为动力工具,拖运小型船舶过坝的
设备。最早的机械化升船机是1788年在英国开特里建造的斜面干运升船机。此后法国、德国、比利时等国也继起建造。
18~19世纪的升船机,提升高度大都在15米以下,船舶吨位一般在100吨以下。这一时期不仅出现多种形式的升船机,而且
已广泛采用平衡系统,以减小提升功率。现代化大型升船机出现在20世纪。自1934年在德国建了尼德芬诺垂直升船机以来,
升船机发展到一个新阶段,提升的船舶吨位显著增大,提升高度增加,类型不断增多。
克拉斯诺雅尔斯克的升船机绝对是一个挑战,因此苏联政府确定由总设计单位,即列宁格勒水工建筑设计院与
列宁格勒水工钢结构设计院特种结构设计局和其他设计单位共同协作完成。设计者们在这种情况下提出了靠船舶在
自行式承船厢内浮动并沿斜坡道不停的升降向前移动来实现船舶的过坝。采用船舶进出的承船厢能自由入水的过船方案,
可使通航建筑物在水库水位大幅度消落和大坝下游河床水位急剧变化的条件下与水利枢纽的上、下游水位得以平稳的衔接,
这在结构上是个相当复杂的问题。承船厢是按载重量1500吨的船舶计算的, 其水池内部尺寸( 充水和载船的承船厢尺寸)
长90 米,宽18米,水深2.2米。水池进口端用下降式弧形闸门关闭。出口端布置有调度室和生产设备及业务室,还有两个
侧间可供使用。承船厢内水动力学问题和升船机液压系统研究的主要理论和试验工作,都是由苏联科学院西伯利亚分院
流体动力学研究所与3 所新西伯利亚大学合作完成。
1970年,升船机工程开始动工,施工安装工作由克拉斯诺雅尔斯克水电站工程局同苏联动力和电气化部水工建筑安装
公司和水电安装公司合作完成,到1976年建成。克拉斯诺雅尔斯克市上游叶尼塞河河段的航运却得到了恢复。1982 年,
升船机所有的主要部件经过调试和运行可靠性检验后,经国家验收委员会批准正式投入运行。
一个巨大的“钢铁纤夫”出现在西伯利亚的滚滚大河上!
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