向家壩升船機是繼三峽升船機之后三峽集團修建的第二座巨型升船機，座落于金沙江向家壩水電站左岸，采用齒輪齒條爬升螺母柱保安型式，其最大提升高度114.2米，提升重量約8150噸。

向家壩升船機主要由上游引航道、上閘首、船廂室段、下閘首和下游引航道等五部分組成，全長約1530米。升船機按IV級航道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，設(shè)計代表船型為2×500噸級一頂二駁船隊，同時兼顧1000噸級單船。

目前，向家壩升船機已進入試通航運行階段，標(biāo)志著金沙江已經(jīng)迎來“升船機時代”。

通過三峽升船機建設(shè)，國內(nèi)設(shè)計單位在“引進、消化、吸收、再創(chuàng)新”后，完全獨立設(shè)計了向家壩升船機，推動了我國重大裝備技術(shù)設(shè)計的國產(chǎn)化。據(jù)了解，向家壩升船機設(shè)計上的優(yōu)化主要有以下幾點：

一是考慮到向家壩下游水位存在變率較大的工況，為滿足在此工況下船只進出升船機的安全及連續(xù)運行的需要，增設(shè)了輔助閘室和輔助閘首。

二是考慮到向家壩地質(zhì)條件，向家壩升船機抗震等級高于三峽升船機，在結(jié)構(gòu)上也相應(yīng)地進行了調(diào)整優(yōu)化。

三是大膽創(chuàng)新，對船廂縱向?qū)蚺c頂緊裝置機構(gòu)型式進行了優(yōu)化。

四是根據(jù)主體設(shè)備布局，優(yōu)化布置，將對接充泄水系統(tǒng)、對接密封裝置布置在工作閘門內(nèi)。

五是根據(jù)工作閘門提升高度等特點，上閘首工作閘門啟閉機由三峽的卷揚機式優(yōu)化為液壓啟閉機式。

促進國內(nèi)大型鑄造齒條技術(shù)進步

據(jù)了解，三峽升船機大型齒條制造在當(dāng)時是頂級的工程難題，世界范圍內(nèi)幾乎找不到工藝成熟的制造廠方，為此三峽集團組織國內(nèi)相關(guān)科研單位、制造廠家艱難探索，終于攻克了這一世界性難題。向家壩升船機齒條單節(jié)長達3.584米、重量超過12噸，雖然和三峽升船機相比尺寸略小，但在重大裝備行業(yè)仍屬于非常罕見的大型齒條，其制造仍然是大型齒條領(lǐng)域極具挑戰(zhàn)的難題。

向家壩升船機齒條采用高強度鑄鋼鑄造而成，為保證質(zhì)量

★ 鑄件材料的純度要求高，夾雜物等級不超過2級;

★ 鑄件顯微晶粒度級別為6.5級或更細(xì);

★ 表面感應(yīng)淬火后的齒面硬度(含齒根)不小于HV520;

★ 淬硬層深度：齒面不小于5毫米，齒根不小于4毫米;

★ 對齒條部件內(nèi)部缺陷、開裂、尺寸變形、機加工精度等指標(biāo)也有嚴(yán)格的要求。

為此，三峽集團組織相關(guān)專家及科研、設(shè)計、制造等單位對冶煉、鑄造、熱處理、機加工等制造工藝、方案等進行了充分的研究討論，進行了數(shù)次技術(shù)審查，最終攻克了難題。

向家壩升船機齒條單套全長122.4米，分34節(jié)制造，單節(jié)齒條制造質(zhì)量要求高，齒條整套拼裝質(zhì)量也同樣要高標(biāo)準(zhǔn)。為滿足拼裝精度，齒條出廠前需在廠內(nèi)進行預(yù)拼裝。預(yù)拼裝時要求相鄰布置的3到4節(jié)作為一組進行拼接，每組預(yù)拼裝的最后一節(jié)應(yīng)參與下一次的預(yù)拼裝，以達到拼裝狀態(tài)的連續(xù)性。拼裝后在每節(jié)固定位置做好定位標(biāo)志，現(xiàn)場安裝時是對廠內(nèi)拼裝狀態(tài)的一個還原，確保了拼裝質(zhì)量。

溫度對齒條尺寸精度的影響也是不容忽視的，所有尺寸的驗收均需換算成氣溫18.4攝氏度時的尺寸，對細(xì)節(jié)的把控也從側(cè)面反映出國內(nèi)重大裝備制造水平的進步。

此外，設(shè)備制造工藝的提高也推動了設(shè)備制造水平的進步。從三峽升船機到向家壩升船機，大型齒條的批量生產(chǎn)帶動了國內(nèi)相關(guān)關(guān)鍵設(shè)備的投入和進步，使相關(guān)廠家在表面感應(yīng)淬火等方面邁上了一個新臺階。

向家壩升船機大型鑄造齒條的制造成功，表明我國在大型鑄造齒條感應(yīng)淬火、大型鑄造齒條制造及拼裝等領(lǐng)域已經(jīng)完全掌握了核心技術(shù)，這些關(guān)鍵技術(shù)的推廣將促進國內(nèi)制造行業(yè)整體水平的提升。

對我國重大裝備綜合實力的再次檢驗

向家壩升船機主體設(shè)備安裝尺寸、重量超大，突顯運輸、吊裝關(guān)鍵技術(shù)的重要。

船廂結(jié)構(gòu)總重量約1803噸，分為51個分段制造，在現(xiàn)場焊接而成，最大分段廂頭分段長達16.4米，寬5.37米，高7.6米，重量超過85噸;上、下閘首工作閘門尺寸巨大，門體高度達16米，最大寬度20.44米，最大運輸單元重達120余噸。這些大件的運輸、吊裝是管控的重點，向家壩升船機建設(shè)者超前研究、比選多種運輸、吊裝方案，采用300噸履帶吊等多臺大型起重設(shè)備協(xié)調(diào)作業(yè)，圓滿完成了大件的運輸、吊裝任務(wù)。

主體設(shè)備精度要求高。

船廂結(jié)構(gòu)先在工廠整體預(yù)拼裝，分節(jié)運輸至現(xiàn)場后拼裝焊接，它外形長125米、標(biāo)準(zhǔn)段寬16.4米、高7.5米,125米長的外形尺寸允許偏差只有正負(fù)10毫米，這樣高的精度要求制造及拼裝過程中嚴(yán)格控制加工余量、焊接變形及拼裝順序等，對精確測量、加工、焊接技術(shù)等都有很高的要求。向家壩升船機船廂結(jié)構(gòu)順利完成制造、拼裝展示了我國在重大裝備制造精度上實現(xiàn)了大的跨越。

向家壩升船機主體設(shè)備集成制造展示了我國作為“制造大國”的技術(shù)實力。

升船機主體設(shè)備種類多，這些設(shè)備或制造工藝復(fù)雜，或精度要求高，或耐磨性要求高，或行程同步性要求高，或壓力要求高，這些都是對制造技術(shù)綜合實力的考驗。向家壩升船機除鋼絲繩組件、驅(qū)動系統(tǒng)個別設(shè)備等進口外，絕大部分設(shè)備均實現(xiàn)了國產(chǎn)制造。

推動重大裝備國產(chǎn)化進程是三峽集團一直以來的傳統(tǒng)，向家壩升船機建設(shè)是對這一傳統(tǒng)的又一次繼承和發(fā)揚，向家壩升船機的成功建設(shè)，標(biāo)志著我國在升船機設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試的技術(shù)水平達到了世界先進水平，展示了“中國制造”的新實力，也是三峽集團貫徹新發(fā)展理念、推動高質(zhì)量發(fā)展的又一例證。