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三峡大坝落差113米,船只如何通过?中国工程师

三峡大坝,是当今世界上规模最大,也是技术难度最高的水利枢纽工程,举世罕见的113米高水位落差,使它拥有了强劲的水力发电能力,三峡水电站每年发电千亿度,占中国水力发电总量14%。

长江,被誉为中国的“黄金水道”,三峡每年的运载量超过1亿吨,三峡大坝除了发电和防洪功能之外,还肩负着船舶通航的重任。中国人必须在这全球最大的混凝土重力坝上,建造一座“水上电梯”,用最短的时间将船舶从大坝的上游运载到下游。曾经坐“长江三峡五号游轮”经过三峡大坝,要花费4个小时,如今搭乘三峡升船机,游轮从上游出发,翻越大坝抵达下游,过坝时间仅为37分钟。

三峡升船机,全线总长度7300米,塔柱高度146米,由4组共8台强有力的电机驱动,以256根直径为74毫米的钢丝绳,连接16组共240块配重块,以每分钟12米的速度,将长江三峡五号游轮提升至113米,相当于40层楼的高度。

然而在设计之初,长江三峡举世罕见的高水位落差,却对升船机采用何种方式爬升,提出了前所未有的难题。由于三峡升船机的规模,远远超过现在世界上任何一座升船机,因此当船只进入巨大的承船厢后,电器传动系统必须保证,承船厢四个驱动点的提升速率达到一致,同步误差必须小于2毫米,也就是说一枚一元硬币的厚度,这就是“电器高层同步方案”。

毕竟作为世界级的工程,牵涉到的专业太多,接口太复杂,相当于每走一步都要付出很大的努力。升船机赖以爬升的四根齿条,每根齿条长125米,如此巨大的齿条,用什么材料制造,如何制造,别说中国没有经验,全世界都没有先例。

中国工程师决定自己动手,反复研究,实践改进,最终模数高达62.6毫米,淬硬层深度6毫米的齿条特供钢材,被研制成功,将125米的齿条分成25截分段制造,最后再拼装成整体。但即便如此,单截4.7米长的齿条,制造难度也是史无前例的,冶炼、浇铸、热处理、表面感应淬火、机械加工,每一道工序都是世界难题。经过3年多的极限制造,通过42万次疲劳寿命试验,最大提升高度为113米,最大提升重量为15500吨的升船机齿条,终于大功告成。