PAGE5一、工作簡況1．任務來源本項目是根據工業和信息化部辦公廳文件《關于印發2020年第三批行業標準制修訂和外文版項目計劃的通知》（工信廳科函〔2020〕263號），計劃編號2020-1672T-JB，項目名稱“液壓提升式垂直升船機”進行制定，主要起草單位：杭州國電機械設計研究院有限公司、北京起重運輸機械設計研究院有限公司，計劃完成時間2022年6月。2．主要工作過程（1）起草階段=1\*GB3①2021年1月，中國機械工業聯合會下發《關于印發2020年第三批行業標準制修訂和外文版項目計劃的通知（工信廳科函〔2020〕263號）》負責起草單位為杭州國電機械設計研究院有限公司和北京起重機械運輸機械設計研究院有限公司。=2\*GB3②2021年1月，由杭州國電機械設計研究院有限公司和北京起重機械運輸機械設計研究院有限公司等單位共同組建了標準制定工作組，工作組研究并制定了工作計劃和分工。=3\*GB3③2021年5月，標準制定工作組經過前期對國內主要升船機產品現場調研，并征詢使用單位意見，在此基礎上完成并向全國起重機械標委會秘書處提交了《液壓提升式垂直升船機》（草案）。=4\*GB3④2021年9月至2021年10月，起重機械標委會秘書處多次審閱了《液壓提升式垂直升船機》（草案），并提出了修改意見。杭州國電機械設計研究院有限公司按照起重機標委會的修改意見修改了本標準，并形成《液壓提升式垂直升船機》初稿。=5\*GB3⑤2021年12月10日，起重機械標委會組織專家以視頻會議形式討論了《液壓提升式垂直升船機》初稿，并提出了很好的修改意見，杭州國電機械設計研究院有限公司按照修改意見修改了本標準，并形成《液壓提升式垂直升船機》征求意見稿。二、標準編制原則和主要內容的說明1、標準編制原則（1）本標準按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》給出的規則進行制定。標準制定工作遵循“面向市場、服務產業、自主制定、適時推出”的原則，本標準制定與技術創新、試驗驗證、產業推進、應用推廣相結合，統籌推進。在確定本標準主要技術性能指標時，綜合考慮生產企業的能力和用戶的利益，尋求最大的經濟、社會效益，充分體現了標準在技術上的先進性和經濟上的合理性。（2）本標準所涉及的有關技術內容，特別是涉及到安全要求與現行的強制性國家標準應協調一致。2．標準主要內容本標準規定了液壓提升式垂直升船機型式與基本參數、技術要求、試驗方法、檢驗規則等技術要求。本標準適用于濕式運行的液壓提升式垂直升船機的制造。3．主要技術內容的制定依據詳見附件1中的條文說明。4．解決的問題隨著國家及地方政府對城市水系整治及內河水運發展的重視，對修建大壩阻航的電站或城市水系攔水壩陸續要求修建通航建筑物，液壓提升式垂直升船機具有結構簡單，運行平穩，乘坐舒適性高，投資成本低，運行操作簡單，檢修維護方便等優點，在客運通航領域得以突破性發展。此類型升船機集機械、電氣、液壓、水工、消防等多個專業，牽涉到業主、承建單位、地方海事、消防、水利、特檢、技術監督等多個部門，且國內近年陸續建成、在建、待建了一批液壓提升式垂直升船機，亟需液壓提升式垂直升船機的設計規范、產品制造標準的出臺，進而為設計、制造、安裝、調試、運行提供技術依據，對提高產品設計水平、制造與安裝質量、安全性、規范行業發展將發揮積極地作用。三、主要試驗情況本標準是在總結我國多年來液壓提升式垂直升船機的設計、制造、安裝、驗收等實踐經驗的基礎上制定的，并且有著其他類型升船機豐富的技術規范支撐或佐證，技術成熟不需要再做試驗驗證。四、標準中涉及專利情況的說明本標準不涉及專利問題。五、預期達到的社會效益情況隨著我國城市水系整治或內河航運的發展，解決低壩通航問題已成為內河航運建設的突出問題。液壓提升式垂直升船機作為起重機械，是解決上述問題和保障河道正常通航的重要設備（如我國安徽池州、浙江杭州、廣西桂林、遼寧盤錦等內河樞紐上均應用了該類設備解決通航問題），其市場需求和產量正穩步增長。該標準的制定，填補了國內沒有標準的空白，對提高產品質量和技術水平，進一步規范技術要求，促進內河通航行業的發展，將發揮重要作用。六、采用國際標準和國外先進標準的情況及標準水平本標準沒有采用國際標準。本標準制定過程中未查到同類國際、國外標準。本標準制定過程中未測試國外的樣品和樣機。本標準總體技術水平為國內先進水平。七、標準在體系中的位置，與現行相關法律、法規、規章及相關標準的協調性本專業領域的標準體系框架圖，見附件。本標準屬于“起重機械”標準體系“升降機”小類，“升船機”系列。本標準與現行相關法律、法規、規章及相關標準協調一致八、重大分歧意見的處理經過和依據無。九、標準性質的建議說明建議本標準的性質為推薦性機械行業標準。十、貫徹標準的要求和措施建議建議本標準自發布之日起6個月后實施。十一、廢止現行相關標準的建議無。十二、其他予以說明的事項無。附件1：《液壓提升式垂直升船》主要技術內容說明1范圍我國內河航道所修建的升船機分為鋼絲繩卷揚垂直提升式升船機、液壓提升式垂直升船機、齒輪齒條爬升式升船機等，三者在工作原理、結構形式與使用要求方面有較大不同，因此本標準對適用范圍作了界定，即液壓提升式垂直升船機。升船機等級劃分主要依據通過升船機的設計最大船舶噸位確定，現行國家標準《內河通航標準》GB50139-2014將航道通航等級劃分為7級，且其Ⅶ級航道通過船舶為50t級，目前我國已建城市內河水系旅游級升船機中，桂林、杭州、池州等升船機為50t～100t級、盤錦升船機500t級，規劃中上海金匯港入海升船機1000t級、成都升船機100t級。因此本標準所涉及的范圍僅涵蓋Ⅲ級??～Ⅶ級升船機。對小于50t級和大于1000t級的液壓提升垂直升船機可參照執行。2規范性引用文件本標準為新編標準，國內外均無此類產品標準。升船機主要用于水利水電通航，歸為起重機械類，因此本標準主要引用和參照了起重機械和水利水電建設方面的國家和行業標準。3術語和定義部分術語引自GB51177-2016和JB/T12215-2015。4型式分類和基本參數目前國內已建成的液壓提升式垂直升船機中，桂林升船機、池州升船機、杭州西溪濕地升船機等，由于船舶噸位較小，承船廂含載水總重不大，利用四組液壓缸承載全部載荷，此類升船機稱之為全液壓式垂直升船機，像盤錦升船機，由于船舶噸位較大，承船廂含載水總重無法只靠液壓缸承載，需配置平衡重來平衡一部分質量，此類升船機稱之為帶平衡重液壓式垂直升船機。根據承船廂是否入水，則分為不入水式垂直升船機和入水式垂直升船機，兩個區別在于承船廂是否采用入水的方式來實現下游航道對接。5技術要求由于升船機是起重機械的一個種類，必須遵照起重機械設計規范GB/T3811要求執行；DL/T5399和GB51177是國內目前執行的升船機行業設計標準，考慮到升船機的不同與特點，本標準也作了一些特殊規定。工作環境條件關于5.1.1條：升船機工程的負荷應由兩個獨立電源供電，當一個電源發生故障時，另一個電源應能正常供電。使用性能關于5.2.2條：為減小升船機升降速度的變化對液壓系統的沖擊，參考了已建升船機的實際經驗，充分考慮考慮了速度同步糾偏的要求，規定實際升降速度允許偏差為額定升降速度的±10%。關于5.2.3條：參照GB51177《升船機設計規范》，國內已建成的液壓式垂直升船機承船廂允許誤載水深如表1工程名稱桂林木龍湖池州杭州西溪盤錦允許誤載水深（mm）50100100500關于5.2.4條：如果水位差過大，在承船廂對接時會產生較大水體波動。水體波動所產生的附加荷載由承船廂頂緊裝置承受，為運行安全及合理設計頂緊裝置而確定對接時的水位差。安全、防護5.3.1總則升船機歸屬于升降機類的起重機械，故安全與防護要求參照了GB6067.1、GB/T3811的規定。5.3.2主提液壓缸關于、、、、條：參照NB/T35020水電水利工程液壓啟閉機設計規范NB/T35051水電工程啟閉機制造安裝及驗收規范中關于啟閉機安全防護的相關要求。關于條：本條是保證多組主提升油缸同步性，是垂直升船機避免承船廂傾斜的重要安全技術措施。5.3.3承船廂關于條：由于升船機屬于載人載物的起重設備，正常工作時船舶或承船廂甲板上有人員，應設置應急狀態下人員疏散通道和消防設施，確保人生安全和財產安全。關于條：承船廂主縱梁內側應設護舷，護舷宜設置在設計水面以上200mm～500mm處，護舷高度不宜大于200mm。內側有效水域范圍內應設系船柱，系船柱的間距不宜大于20m，且每側系船柱不宜少于4組。關于條：用于控制承船廂運行時的水平以及滿足對接安全要求，建議針對水位和水平設置兩套不同原理的檢測裝置。關于條：用導向和頂緊裝置承受承船廂運行、對接和水體波動時所產生的水平及垂直荷載。5.3.4控制室參照GB/T3811的要求，因升船機的特點，現地控制站也要求加設緊急停機和強制關門按鈕。該設置必須獨立于計算機監控系統。5.3.5欄桿參照GB/T3811和GB51177的要求，承船廂、吊物孔、通道與廊道、平衡重井、檢修走道和樓梯均屬于過人設備，未避免人員墜落傷亡，應設置符合GB/T6067.1-2010中有關規定的欄桿。5.3.6電氣保護參照GB/T3811和GB51177的要求，升船機電氣應設置短路、失壓、零位、錯相和缺相、超速、失磁、超載、行程限位、過熱保護功能。主要部件5.4.1主提升機額定主提升力額定主提升力是指升船機正常運行時作用于電機上的載荷。主要由承船廂結構及附屬設備總重、承船廂標準載水總重、船廂誤載水體質量、系統慣性力、各運動副的摩擦阻力、風阻力、鋼絲繩僵性阻力等組成。升船機額定主提升力按公式（1）計算：……(1)式中：Q—主提升系統額定提升力，單位為牛頓（N）；Q1—承船廂結構及附屬設備總質量，單位為牛頓（N）；Q2—承船廂設計載水質量，單位為牛頓（N）；Q3—承船廂誤載水體質量，單位為牛頓（N）；Q4—慣性力，包括承船廂、平衡重、鋼絲繩及滑輪組在內的系統慣性力，單位為牛頓（N）；Q5—運行風阻力，即垂直于船廂水平面的風阻力，單位為牛頓（N）；Q6—運動副摩擦阻力，主要包括滑輪軸承阻力、船廂導向輪阻力、對接密封摩擦阻力等運動副的摩擦阻力，單位為牛頓（N）；Q7—鋼絲繩僵性阻力，單位為牛頓（N）；Q8—船廂吸附力，單位為牛頓（N）；Q9—平衡重總質量，單位為牛頓（N）。主提升液壓缸關于.1條：為充分考慮承船廂50mm-150mm的誤載水深下運行或避免船廂偏載工況下船廂傾覆事故，提升主提升液壓缸的工作能力和適應能力，主提升液壓缸最大提升力應1取：Fmax=kQ,k為安全系數，一般選1.25-1.5；關于.2條：主提升液壓缸在運行過程中需要浸水或安裝在露頭戶外，工作環境潮濕，宜采用陶瓷涂層活塞桿；關于.3條：船廂在對接或船舶進出過程中，船廂會有輕微的晃動或者移動，為保障主提升液壓缸活塞桿的受力穩定，宜采用十字鉸座型式，以適用船廂水平晃動。鋼絲繩關于.1條：鋼絲繩系升船機關鍵承載部件，由于是多繩提升，使用環境潮濕，安全性要求高，故選型按照GB/T8918，但部分要求高于該標準。關于.2條：由于使用環境潮濕，帶封閉墊層的鋼絲繩防腐性能好。關于.3條：此要求高于GB/T8918的要求，因為升船機為多繩提升，升程高，如果偏差大容易造成鋼絲繩受力不均和承船廂運行偏差。對同類型、同用途的單個鋼絲繩盡量在同一鋼絲繩上截取。關于.4條：保證鋼絲繩彈受力均勻。關于.5條：由于兩端帶索套的鋼絲繩在安裝現場長度調整有限，應嚴格控制廠內制造長度偏差。關于.6條：目前國內已建、在建的100噸級及以上升船機中，承船廂提升鋼絲繩安全系數均不小于8，而液壓式升船機采用的鋼絲繩由于張力基本恒定，安全系數適當降低，不小于7。滑輪組升船機用滑輪承載較大大，需要很好的剛度、強度以及穩定性，因此加工制造要求參照JB/T12215-2015。平衡重裝置關于.1條：平衡重井空間的限制，平衡重塊外形尺寸不能太大，而普通平衡重砼塊其容重只有2.3t/m3，難以滿足體積與外形尺寸的要求，采用高容重砼塊通常采用鐵鋼砂作為骨料，容重可達3.4～3.5t/m3。但容重一般不宜超過3.5t/m3，否則強度不能滿足要求。關于.2條：主要考慮到平衡重的導向間隙通常在5~10mm，偏斜及尺寸誤差過大，在平衡重上下移動過程中容易卡阻，并產生附加彎矩，從而破壞系統平衡，危及系統安全。關于.3條：平衡重調整塊的總質量一般按總重的5%配置，用于調整砼塊的制造累積誤差等，單個調整塊質量可以從安裝方便考慮，材料一般選用鑄鐵或鋼板。關于.4條：混凝土平衡重具有較強的吸濕能力，加之平衡重井空氣潮濕，混凝土平衡重塊受潮將改變平衡重的質量，因此平衡重塊的外表面應進行防水、防潮涂裝處理。對鑄鋼和鑄鐵材料則應進行防銹處理。關于.5條：平衡重一般位于平衡重井里，空氣潮濕，聯結件和緊固件易被腐蝕，因此需要進行防腐處理。5.4.2承船廂及附屬設備液壓提升式垂直升船機的承船廂結構及其附屬設備跟鋼絲繩卷揚提升式垂直升船機、齒輪齒條爬升式垂直升船機的承船廂的結構形式、制造與安裝要求基本一致，本規范中承船廂的相關要求參照GB51177-2016和JB/T12215-2015。關于.1條：入水式垂直升船機承船廂主縱梁采用工字梁結構主要考慮承船廂出入水時的阻力、浮力和排氣及防腐的要求。5.4.3上、下閘首與檢修門設備本節主要參照GB51177-2016、JB/T12215-2015、NB/T35045、JB/T13916、NB/T35051標準要求。5.4.5液壓系統一般要求關于.1條：升船機液壓系統屬于一般系統，壓力等級宜取中壓。參考NB/T35020-2013《水電水利工程液壓啟閉機設計規范》4.3.2液壓泵輸出最高壓力宜小于28N/m2(Mpa)。因此，本條款建議液壓系統工作壓力宜小于25MPa，主要原因是：常用的高壓柱塞泵額定工作壓力為31.5Mpa，還需要考慮到系統的試驗工況及壓力損失等情況，油泵的額定壓力應大于1.25倍的系統工作壓力，25x1.25=31.25。關于.2條：根據國內已建成升船機及水利水電、船閘啟閉機等相關行業經驗，液壓系統應設置備用油泵電動機組，當主泵產生超壓、欠壓，或電動機電流過大等故障不能正常運行時，自動投切備用泵，保證單泵故障時系統仍然能正常工作。關于.3條：升船機液壓系統用于潮濕環境中，其電機應能完全防止外物體侵入及飛濺水的侵入。關于.4條：升船機液壓系統應在液壓泵出口及靠近油缸進出口處設置安全溢流回路，避免系統、油缸、管路超壓運行。關于.5條：升船機液壓系統包括閘門啟閉機回路、防撞裝置回路、U型密封框回路、頂緊回路等，其執行機構均需在設定位置處有效鎖定，因此，本條款建議液壓系統在油缸出口處設置鎖定回路。關于.6條：閘門啟閉油缸通常布置在閘門兩側，用于開啟或關閉閘門，當油缸運行不同步時，容易引起門體變形，導致漏水，引發安全事故；防撞裝置油缸通常布置在防撞裝置兩側，用于防撞裝置的起升或下降，當油缸運行不同步時，容易引起防撞裝置傾斜，尤其在行程終點，同步誤差未被消除時，防撞裝置易碰撞進出承船廂船只的底部，造成行船安全隱患；密封框油缸分別布置在U型密封框的底邊和兩側，用于密封框機構的推出和縮回，密封框端部設置兩道止水橡皮，用于承船廂與上閘首的對接密封，當油缸運行不同步時，易造成密封框機構扭曲，影響對接密封效果。因此，本條款建議閘門啟閉、防撞裝置、密封框機構等控制回路應具有同步控制功能。開環同步的同步精度取決于液壓元件的制造精度，同步精度較低；閉環同步控制系統可根據油缸的實際位移，實時調整輸出信號，控制油缸同步，同步精度高。因此，本條款建議同步回路采用閉環控制系統。關于.7條：液壓系統超壓運行，往往意味著系統中可能存在閥芯卡死、油路堵塞、油缸卡死等現象，不及時處理易造成閥件、油泵、油缸、測量儀器損壞，油管破裂，引發安全事故；系統欠壓運行，往往意味著系統中存在破損的元件，造成較大的泄漏，引起油缸運動速度過低或不能可靠鎖定，在同步系統中還可能引起無法修正的不同步。因此，本條款建議液壓系統設置超壓和欠壓報警功能，及時發現故障，保證系統正常運行。關于.8條：當液壓系統油箱油位高于上限時，油液易從油箱中溢出；當油位低于下限時，油泵吸入空氣，造成油泵損壞；因此，本條款建議液壓系統應具備油位上、下限報警功能。液壓系統應及時清除油液中的污染物，保持油液清潔度，因此建議設置濾油器堵塞報警，及時更換堵塞的濾油器。關于.9條：升船機液壓系統由于控制的執行機構較多，系統中存在大量電磁閥，使用帶有發光二極管的電磁閥，能指示電磁閥的工作狀態，便于液壓系統的調試維修。關于.10條：升船機液壓系統處于潮濕環境中，液壓系統應做到防塵、防水、防銹，因此，油箱應采用不銹鋼材料，并做到密封防塵，油箱只能通過空濾器與大氣連通，空濾器應能較好的吸附大氣中的水分。關于.11條：升船機液壓系統所處的潮濕環境易對閥塊造成腐蝕，閥塊經化學鍍鎳處理后，能提高防腐性能，增加使用壽命。關于.12條：油液清潔度要求使用一般系統清潔度要求，不低于ISO4406標準16/13等級，相當于NAS1638的9級。關于.13條：液壓系統試驗壓力參考NB/T35020-2013《水電水利工程液壓啟閉機設計規范》提出。管路系統關于.1～.4條：管路的計算、安裝要求參考《機械設計手冊》提出。考慮升船機液壓系統所處的潮濕環境，管路、管接頭及法蘭應采用不銹鋼材料。關于.5條：管路與執行機構、閥組的連接處等部位，設置截止閥的目的是，當閥塊上的元器件需要更換或油缸出現故障時，可將截止閥關閉，便于檢查維修，同時可減少拆卸過程中油液對水質的污染。關于.6條：管路安裝前、后應進行清洗，避免管道中的污染進入系統，清潔度標準與系統保持一致。5.4.6電氣設備供配電系統.1供電系統關于.1.1條：運行安全需要。關于.1.2條：出于用電安全，一般采用400V給承船廂供電，只有在承船廂用電量大時（250KW）才考慮6KV或10KV供電。關于.1.3條：用電安全。關于.1.4條：由于承船廂上下行程大，供電電纜處于拖迤狀態，按照GB/T3811標準的規定，建議采用電纜卷筒或懸掛電纜方式控制電纜拖迤狀態，保證用電安全。.2配電系統關于.2.1條：UPS在運行時需留有一定余量，不能滿負荷運行，同時考慮到電氣設備啟動時的沖擊電流、日后擴容等因素。關于.2.2條：雙電源自動切換開關適用于交流50/60Hz、690V及以下，額定電流自6A至1250A及以下的\o"兩路"兩路電源\o"供電系統"供電系統中，因一路電源發生故障(停電、欠壓、過壓、斷相、頻率偏移)而進行電源之間的自動切換，以保證供電的可靠性和安全性。接地裝置升船機的接地設計應按照GB50174《數據中心設計規范》和DL/T5065《水力發電廠計算機監控系統設計規范》的相關規定執行。計算機控制系統關于.5條：升船機子站間通過I/O硬連接：即采用常規的電纜將一些關鍵、至關重要的信號通過常規電纜互相傳遞，而不是通過網絡傳遞，增強了系統抗干擾性，為網絡故障時的安全提供了保障。關于.7條：通過設置現地操作按鈕，可以使升船機在調試模式下工作，有利于設備的調試、檢修。關于.8條：運行安全需要檢測系統為了更好檢測升船機運行狀態，根據設備狀態進行閉鎖條件，至少應檢測：主提升液壓缸位移、壓力；承船廂位置；承船廂內船舶狀態；承船廂內水深及水平度；承船廂上、下極限位置；上、下游航道水位；閘門開度和位置；液壓泵站、對接裝置等主要運行參數采集和運行狀態。在線監測系統升船機宜設置在線監測系統，對升船機設備狀態的過程參數和穩定性參數進行在線監測，至少應監測如下項目：承船廂和閘門的實時應力；承船廂主縱梁和主橫梁撓度；鋼絲繩磨損、斷絲、縮徑等缺陷；主提升液壓缸、臥倒門液壓缸同步偏差；主提升液壓缸、臥倒門液壓缸工作壓力；油泵電機組振動；泵站油位、油溫和油壓。工業電視與交通指揮系統本節參照GB50395《視頻安防監控系統工程設計規范》、GB51177-2016《升船機設計規范》和JB/T12215-2015《鋼絲繩卷揚式垂直升船機》執行。照明系