世界升船機史話
升船機作為一種升降船舶的機械設施，其原始雛型為粘土滑道上用人工木絞盤作為動力工具，拖運小型船舶過壩的設備。
最早的機械化升船機是1788年在英國開特裏建造的斜麵幹運升船機。此後法國、德國、比利時等國也繼起建造。18～19世紀的升船機，提升高度大都在15米以下，船舶噸位一般在100噸以下。這一時期不僅出現多種形式的升船機，而且已廣泛采用平衡係統，以減小提升功率。
現代化大型升船機出現在20世紀。自1934年在德國建造了尼德芬諾垂直升船機以來，升船機發展到一個新階段，提升的船舶噸位顯著增大，提升高度增加，類型不斷增多。
升船機類型主要有如下幾種：
幹運式升船機
水壓式升船機:
浮筒式升船機:
斜麵升船機:
平衡重式垂直升船機。
據了解，全世界目前已不發展水壓式升船機。
浮筒式升船機，亦由於浮筒井的建造和維護比較困難，也未繼續建造。
斜麵升船機多使用縱向的，隻是在水域和陸域的特殊情況下才建造橫向斜麵升船機。現在世界上最大的縱向斜麵升船機建在俄羅斯葉尼塞河的克拉斯諾亞爾斯克。
幹運隻是在升船機發展的初期和船舶噸位不大的情況下使用，且多為小型斜麵式。現代建造的數百噸以上船舶的升船機均為濕運。
與垂直升船機相比，斜麵升船機易於管理和維護，沒有高空建築產生的複雜技術問題和營運問題。主要缺點是在提升高度大的情況下，線路長，影響通過能力:變速行駛，影響廂內停泊的穩定性。
平衡重式垂直升船機，可以大幅度地降低係統的升船功率，維修方便，所以應用廣泛。
現在世界上最大的平衡重式垂直升船機，建在聯邦德國易北河支運河的沙爾貝內克。
升船機比船閘節省水或幾乎不耗水，在少水的河流或人工運河上，這是一個重要的優點。在高水頭的通航建築物中，升船機的造價通常低於船閘。
中國現有升船機60多座，主要分布於浙江、湖南、湖北等12個省。大多數為提升50噸以下船舶的小型斜麵升船機，多用高低輪或高低軌來保持承船廂的水平位置。
隻有湖北清江隔河岩和福建水口兩座升船機例外，它們都是作為三峽升船機的“試驗機”而建造的。
三峽大壩緣何需要升船機？
三峽大壩已然興建了五級船閘了，而且還是上下雙線運行的，為何還要建造升船機呢？
三峽垂直升船機是什麽？它的作用也是使輪船過壩嗎？
是的，升船機非但是為輪船過壩服務，而且是快捷服務。打個比喻，如果說雙線五級船閘是爬升式慢節奏電梯（至少3小時過壩），那麽，垂直升船機就是直升式快節奏電梯（40分鍾可望過壩）。
三峽升船機話題，由來已久。
三峽升船機作為客輪和特種船隻快速過壩通道，其主體承船廂長132米、寬23.4米、高10米，一次通過一艘3000噸級船舶。
升船機最大提升高度為113米，提升總重量達13000噸。其規模和技術難度，在全世界的升船機工程中沒有先例。
正因為如此，早在上世紀50年代考慮興建三峽工程時，就想到了升船機，1958年即被國家列為攻關課題，“七五”、“八五”、“九五”期間，國家組織國內有關科研機構和大型製造企業圍繞三峽升船機關鍵技術攻關，進行了近半個世紀的不間斷研究。
三峽升船機科研的漫長過程，大體上分為三個階段。
自1958年開始研究，到1993年5月審查通過初步設計報告，這個階段初步確定了三峽升船機的選型和技術方案。通過對多種型式的升船機的技術特點進行反複研究和比選，並吸收國外的經驗，確定了采用“全平衡重式一級垂直升船機”型式。在設計方案選擇方麵，針對全平衡垂直升船機的兩種典型的提升和安全保障方式進行了大規模的科研、攻關，研究認為兩種方案都能滿足技術要求，鋼絲繩卷揚提升和盤式製動器鎖定方案國內已有實踐，在設計和製造方麵相對難度低，可立足於國內:而齒輪齒條爬升和螺母螺杆鎖定方案，在設計、製造、安裝方麵難度大，國內不易實現。因此，明確了三峽升船機采用“全平衡鋼絲繩卷揚一級垂直升船機”技術方案。
三峽工程開工以後，升船機項目進入到技術設計階段。
1995年4月，國務院三峽工程建設委員會研究決定三峽升船機緩建，但工程緩建並沒有影響設計研究工作。這個期間通過大量的中間試驗和模型試驗，全麵檢驗三峽升船機的前期科研成果，不斷完善技術方案。在1996年水口升船機模型試驗和1998年三峽升船機模型試驗過程中都出現了承船廂傾翻的情況，引起了高度的重視。通過進一步的調研，德國尼德芬諾和呂內堡升船機在運行中也曾發生過承船廂泄漏導致螺母螺杆安全鎖定裝置發揮作用的情況，再次引發了對鋼絲繩卷揚提升方案安全可靠性的疑慮。同時，隨著對三峽工程認識，特別是對三峽升船機特殊性認識的不斷提高，提出了安全可靠性是評價技術方案的首要因素，“零事故率”是三峽升船機的最低設計要求。由此決定對三峽升船機技術方案重新研究比選。
為了提高三峽升船機技術方案重新比選工作的質量，1999年1月委托德國聯邦航道工程研究院baw對三峽升船機齒輪齒條爬升及螺母螺杆安全保障係統方案進行可行性研究:同時，對三峽升船機鋼絲繩卷揚提升方案按照新的設計要求進一步完善，以利方案能夠在同等條件下進行比較。鑒於三峽工程已進入到第二階段，升船機土建施工已具相當規模，比選研究是在主要幾何尺寸和主體塔柱的結構型式已經固定的條件下進行的。為了確保baw方案的適用性，在初步評審通過該方案後，又進行了齒輪齒條爬升及螺母螺杆安全保障係統方案設備機構與土建結構銜接關鍵技術專題研究。在上述工作的基礎上，於2003年2月召開了三峽升船機方案比選論證會，與會專家一致認為兩個方案在技術上都是可行的，齒輪齒條爬升方案運行安全可靠性高於鋼絲繩卷揚提升方案，在關鍵設備製造、安裝難度和總投資方麵相差不大，推薦齒輪齒條爬升方案。
2003年9月國務院三峽工程建設委員會批準三峽升船機采用“全平衡齒輪齒條爬升一級垂直升船機”技術方案，並恢複項目建設。
三峽升船機：中德聯合設計
2004年4月28日19時，三峽工程垂直升船機承船廂及其設備設計委托合同正式簽訂。
這是與德國拉麥爾國際公司、克雷布斯空福爾工程公司緊張的技術和商務談判的結果。
此次委托德國設計聯合體承擔設計的項目，包括升船機船廂室段總體布置設計、船廂及其設備和平衡重係統設計等。合同執行的時間為70周。三峽升船機總成設計和船廂室段土建部分設計，仍由長江規劃設計研究院承擔。
7月31日，三峽升船機第一次設計聯絡會在德國舉行。
此舉意味著中德在水電工程重大裝備研發與製造的合作上又掀開了新的一頁。中國三峽總公司總經理李永安在與德國設計聯合體代表交談時曾表示，中國政府十分看重工程與設施的安全性與可靠性，勉勵中外設計各方認真工作，把三峽升船機設計好，為使升船機早日投入運行而共同努力。
出於對安全運行的嚴格要求，三峽工程業主審慎選擇了富有運行經驗的德國公司進行設計與監理。三峽工程的設計總成單位長江水利委員會在1992年對升船機總體布置、主要建築物結構型式、提升方式和安全運行等提出了初設推薦方案——采用多鋼絲繩卷揚平衡垂式垂直升船機。
中國三峽總公司也組織專家研究了齒輪齒條爬升的型式。
專家評審研究後認為：兩種方案都屬於全平衡垂直提升型式，總體布置和設計參數都一樣，隻是在驅動機構和安全保障裝置上不同。
但專家們更多考慮了三峽工程的重要性和社會影響，於是將三峽升船機的安全運行列為比選的首要因素。在這個前提下，齒輪齒條爬升方案因在發生船廂水全部漏空的極端事故時，能通過機械聯動自行鎖定，運行安全可靠性更高，且國外已有幾十年的成熟經驗，而被認為更適宜三峽樞紐使用。
據了解，三峽工程業主將為此支付高達550萬歐元的設計費用。
2007年7月，三峽升船機完成總體設計，並通過了國務院三建委組織的設計審查。
負責審查的國務院三峽工程質量檢查專家組認為：三峽升船機采用齒輪齒條爬升方案技術可行，可以做到安全可靠，建議國務院三峽建委早日批準開工建設。
升船機最終設計方案解讀
升船機過船規模為3000t級，最大提升高度113m，上遊通航水位變幅30m，下遊通航水位變幅11.8m.具有提升重量大、升程高、上下遊通航水位變幅大、水位變率快以及通航條件受河流泥沙淤積、船閘充泄水和樞紐泄流影響的特點，是世界上規模和技術難度最大的升船機。
齒輪齒條爬升式升船機屬於全平衡垂直提升型式。其規模、功能以及總體布置與鋼絲繩卷揚提升式升船機基本相同，其上下閘首的設備布置及結構型式完全相同。
齒輪齒條爬升式升船機與鋼絲繩卷揚提升式升船機的主要不同之處，在於升船機主體部分，而主體部分的關鍵差異是船廂的驅動方式和安全保障體係的結構型式及其工作機理。
齒輪齒條爬升式升船機的船廂總重約15000t，全部由重力平衡重平衡，由16x16根Ф70mm的鋼絲繩懸吊。其船廂驅動係統采用齒輪齒條爬升式，4套驅動機構之間通過機械同步軸連接。驅動機構由開式齒輪、齒條、液氣彈簧、減速器、電動機等設備組成。開式齒輪由雙電機和雙減速器驅動，齒輪與塔柱上的齒條相齧合，驅動船廂升降運行。驅動係統允許船廂誤載水深±10cm，電機功率8x315kw.當船廂與閘首對接過程中誤載水深超過±10cm時，需啟動船廂兩端的可逆水泵係統進行調節。
船廂的安全機構采用“短螺杆—長螺母柱”方案，與驅動機構相鄰布置，螺杆與驅動機構的齒輪之間通過機械軸連接，船廂升降時，螺杆由齒輪軸驅動在螺母柱內空轉，旋升速度與齒輪的爬升速度同步。螺紋副間隙設計值為50mm，並預留適當的裕量。螺母柱采用中空開槽結構，通過鋼結構調整架安裝在混凝土塔柱上。安全機構按照船廂水漏空以及船廂室進水船廂承受浮力進行設計。
另外，船廂上還設有與鋼絲繩卷揚方案相類似的對接鎖定裝置、頂緊機構、可逆水泵係統等機械設備。驅動機構和安全機構安裝在船廂兩側的4個側翼平台上。除增加4個側翼外，船廂結構型式與鋼絲繩卷揚方案的船廂結構基本相同。在塔柱頂部設左右兩個獨立的機房，內部布置平衡滑輪組及檢修橋機等設備。
齒輪齒條爬升式升船機具有如下特點：
1、遇船廂漏水事故可按限定載荷自行鎖定:
2、主提升設備規模小、布置緊湊:
3、船廂運行水平度較高:
4、升船機停航期間設備處於非工作狀態，可利用安全機構進行船廂檢修:塔柱頂部機房設備布置簡單。升船機防事故能力按照船廂室進水、船廂承受浮力進行設計，同時可有效防禦船廂內9000t水體全部漏空的事故。
升船機：人們期待的時間表
考慮引三峽升船機工程規模大、技術難度高，並且在設備工藝方麵還存在著不確定的因素，因此要有一個合理的建設工期安排以確保工程質量。大體上劃分為設計、製造、安裝調試和試運行四個階段。
設計階段：2004年6月—2006年7月，此項工作已完成且通過驗收。
製造階段2006年1月—2009年12月。通過公開競標的方式選擇優秀的製造廠商和土建承包商提供升船機設備和完成土建工程。可以預見到的難題，包括超大型非標機械部件的加工製造，承船廂拚裝、組焊工藝控製，塔柱大體積混凝土薄壁結構澆築工藝控製等，要組織聯合科技攻關。
安裝調試2007年7月—2010年12月。從設備埋件安裝開始，經過各種設備和各分部係統的安裝調試，逐步完成升船機設備係統的聯合調試。承船廂等超大型設備的加工製造延續到現場完成，在現場條件下如何控製和調整設備製造安裝的精度、變形和各類配合間隙等是保證質量的關鍵。
試運行階段2011年1月—2012年6月。利用兩個枯水期完成升船機的試運行工作。通過一係列的實驗全麵檢驗設計成果:並且充分地暴露和消除設備在選型、製造、安裝調試階段存在的各類缺陷和隱患。
三峽中間“試驗機”福建水口亮相
2006年1月，由中船重工武漢船舶工業公司組織，武昌造船廠、武漢船用機械廠、七○九所、七一二所、七一七所承製，國內目前規模最大的升船機——福建水口升船機在福州通過專家組鑒定。
由兩院院士潘家錚領銜，工程院院士梁應辰、張超然、黃旭華等13名專家組成的技術成果鑒定委員會，經過一係列嚴格的鑒定程序和現場實地考察後，作出鑒定結論：水口升船機的建設及運行項目成果總體上已達到了國際先進水平，部分技術居國際領先水平。
水口升船機是三峽升船機的中間試驗機。該升船機的建成和運行對解決船舶過壩，尤其是高壩通航問題具有重要意義，將為我國大型升船機後續工程提供可借鑒的技術成果和寶貴的實際運行經驗。
該升船機在世界同類機型中僅次於比利時斯特勒比？:蒂厄垂直升船機。升船機1995年開工建造，2003年11月1日通過工程驗收，2005年4月8日開始對外試通航。8個月過壩運量20多萬噸，單次過壩最快時間27分鍾，成為閩江黃金航線上名副其實的快速通道。
三峽“試驗機”清江隔河岩投運
2006年9月20日，隔河岩第二級升船機承船廂完成工地總裝，並通過專家驗收，進入運行前的最後調試。
水利專家稱，曆時10餘年建設的清江隔河岩升船機，將為建設世界最大升船機——三峽升船機提供最基礎、最直觀和最重要的施工經驗和技術數據借鑒，堪稱三峽升船機的“試驗機”。
升船機和船閘是兩種不同的船舶通航設施。升船機通航，俗稱船舶“坐電梯”，即船舶進入升船機承船廂，升船機通過提升機構使承船廂和船舶整體提升，實現船舶或上或下的翻壩，升船機最大的優點在於通航時間比船閘通航時間大大縮短。
清江隔河岩升船機位於湖北長陽境內，其設計為兩級升船機，第一級升船機的提升高度為40米，第二級升船機的提升高度為80米，提升速度為每分鍾8米。作為升船機的核心設備——承船廂是一個槽形結構，有效水域長42米，寬10.2米，深1.7米，每次可承載300噸級船舶實現120米高程的翻壩通航。
附錄：三峽工程升船機興建與否值得探討
況剛武唐家友
2006年2月23日長江水利網
在三峽工程的整體設計方案中，升船機是重要的組成部分。對它的研究從三峽工程可行性研究時對通航的研究就開始了。當時確定的三峽工程通航整體思路是：用船閘解決貨運過壩問題，以萬噸級船隊為設計過壩能力:用升船機解決客運快速過壩問題，以川江大型客船為設計過壩能力。隨著三峽工程的建設進程，兩線五級船閘已於2003年投入運行，升船機仍在設計之中。船閘運行兩年多以來，客觀地看已經解決了川江通航的問題。
用升船機解決客運快速過壩的設計思想是上世紀八十年代提出並通過審查的，二十多年後的今天，社會發生了很大變化，特別是我國交通發展迅猛，可以說變化是翻天覆地的。為此有必要對三峽工程興建升船機的設計思路進行反思。
在長江長途客運上，過去要幾天才能到達目的港的客運狀況，在計劃經濟時代和過去的交通狀況下能夠被接受。改革開放後，慢悠悠的長途客輪不適應時間就是金錢的時代要求，客輪運輸很自然地被幾次提速的鐵路運輸、高速公路運輸和更為方便快捷的航空運輸所替代。所以，昔日風光的幾十條“江申”、“江渝”、“江漢”號大型客船早以無影無蹤，具有悠久曆史的長江長途客運從此結束了它的曆史使命，給人們留下的是美好的記憶和永久的懷念。
由於“江申”、“江渝”、“江漢”號在長江上的消失，三峽升船機設計過壩能力的前提條件已經不存在。存在於川江上的客運僅是宜昌至萬州、重慶等短途客輪或旅遊輪船，其班次已大大少於過去。可以預計，宜萬高速公路通車後，其客輪將進一步減少，甚至僅剩下旅遊船。因此，是否需要繼續興建三峽升船機就值得探討了。
客運班次的大幅度減少，特別是旅遊淡季每天可能僅有上下幾班客輪過壩，升船機的存在已經沒了必要。升船機大量時間閑置是對資源的浪費。葛洲壩船閘客、貨輪共進船閘的經驗是對船閘設備的最有效利用。關於旅遊輪的過壩問題，應該沒有“快速”的問題。每一個遊客一定都想多看看三峽大壩，都想體會一下親身遊過舉世矚目的三峽五級船閘，而不是像坐電梯一樣從壩頂幾分鍾就到了壩下，完全沒有過世界頂級大壩的切身體驗。因此，目睹兩線五級世界頂級船閘壯觀場麵和三峽大壩的英姿應該是悠閑的遊客所渴望的。遊客多是衝著三峽壩區風光而來，壩區風光將成為長江三峽旅遊的一大靚點。讓遊輪從船閘過壩是旅遊最佳選擇。
關於升船機作為船閘備用通航設備的問題，整體設計思路中並未要求升船機承擔這一任務。升船機本身並不能承擔貨運過壩責任，而客輪特別是旅遊淡季過壩班次非常少，承擔過壩的責任非常輕，即使出現船閘事故等不能通航的情況，也可以臨時用公路運輸補救。這是最經濟的補救方式，三峽工程施工期曾長期使用汽車轉運方式，既方便又快捷。
想當初，葛洲壩工程即將開工，而要不要興建魚道還在爭論。後來通過多年的科研，錢沒有少花，結論是魚並不聽人的指揮，於是取消了魚道興建項目。事實證明這一結論是正確的。三峽升船機與葛洲壩魚道有類似之處，是否遭到同樣的命運暫難下結論。但有一點是明確的：時空不會倒流，長江長途客運不會再來。三峽升船機所承擔的運輸責任絕大部分已經不存在，並將會繼續減少。
升船機不適合貨運，這是眾所公認的。既然長江長途客運的時代已經結束，依賴其生存的三峽升船機就沒有出世的必要。因此筆者認為：應該暫停三峽升船機的設計，讓其“冬眠”五年。同時可以利用這段時間，根據宜萬高速公路和鐵路建設並通車後的客觀情況，以及長江運輸和三峽船閘運行等情況，重新研究興建三峽升船機的必要性，並決定其去留，將會是一個科學、明智的決策。就像當年葛洲壩工程的魚道一樣，三峽升船機因客觀運輸條件的巨大變化，也應該重新科學論證，方能做出科學的決策。
升船機作為一種升降船舶的機械設施，其原始雛型為粘土滑道上用人工木絞盤作為動力工具，拖運小型船舶過壩的設備。
最早的機械化升船機是1788年在英國開特裏建造的斜麵幹運升船機。此後法國、德國、比利時等國也繼起建造。18～19世紀的升船機，提升高度大都在15米以下，船舶噸位一般在100噸以下。這一時期不僅出現多種形式的升船機，而且已廣泛采用平衡係統，以減小提升功率。
現代化大型升船機出現在20世紀。自1934年在德國建造了尼德芬諾垂直升船機以來，升船機發展到一個新階段，提升的船舶噸位顯著增大，提升高度增加，類型不斷增多。
升船機類型主要有如下幾種：
幹運式升船機
水壓式升船機:
浮筒式升船機:
斜麵升船機:
平衡重式垂直升船機。
據了解，全世界目前已不發展水壓式升船機。
浮筒式升船機，亦由於浮筒井的建造和維護比較困難，也未繼續建造。
斜麵升船機多使用縱向的，隻是在水域和陸域的特殊情況下才建造橫向斜麵升船機。現在世界上最大的縱向斜麵升船機建在俄羅斯葉尼塞河的克拉斯諾亞爾斯克。
幹運隻是在升船機發展的初期和船舶噸位不大的情況下使用，且多為小型斜麵式。現代建造的數百噸以上船舶的升船機均為濕運。
與垂直升船機相比，斜麵升船機易於管理和維護，沒有高空建築產生的複雜技術問題和營運問題。主要缺點是在提升高度大的情況下，線路長，影響通過能力:變速行駛，影響廂內停泊的穩定性。
平衡重式垂直升船機，可以大幅度地降低係統的升船功率，維修方便，所以應用廣泛。
現在世界上最大的平衡重式垂直升船機，建在聯邦德國易北河支運河的沙爾貝內克。
升船機比船閘節省水或幾乎不耗水，在少水的河流或人工運河上，這是一個重要的優點。在高水頭的通航建築物中，升船機的造價通常低於船閘。
中國現有升船機60多座，主要分布於浙江、湖南、湖北等12個省。大多數為提升50噸以下船舶的小型斜麵升船機，多用高低輪或高低軌來保持承船廂的水平位置。
隻有湖北清江隔河岩和福建水口兩座升船機例外，它們都是作為三峽升船機的“試驗機”而建造的。
三峽大壩緣何需要升船機？
三峽大壩已然興建了五級船閘了，而且還是上下雙線運行的，為何還要建造升船機呢？
三峽垂直升船機是什麽？它的作用也是使輪船過壩嗎？
是的，升船機非但是為輪船過壩服務，而且是快捷服務。打個比喻，如果說雙線五級船閘是爬升式慢節奏電梯（至少3小時過壩），那麽，垂直升船機就是直升式快節奏電梯（40分鍾可望過壩）。
三峽升船機話題，由來已久。
三峽升船機作為客輪和特種船隻快速過壩通道，其主體承船廂長132米、寬23.4米、高10米，一次通過一艘3000噸級船舶。
升船機最大提升高度為113米，提升總重量達13000噸。其規模和技術難度，在全世界的升船機工程中沒有先例。
正因為如此，早在上世紀50年代考慮興建三峽工程時，就想到了升船機，1958年即被國家列為攻關課題，“七五”、“八五”、“九五”期間，國家組織國內有關科研機構和大型製造企業圍繞三峽升船機關鍵技術攻關，進行了近半個世紀的不間斷研究。
三峽升船機科研的漫長過程，大體上分為三個階段。
自1958年開始研究，到1993年5月審查通過初步設計報告，這個階段初步確定了三峽升船機的選型和技術方案。通過對多種型式的升船機的技術特點進行反複研究和比選，並吸收國外的經驗，確定了采用“全平衡重式一級垂直升船機”型式。在設計方案選擇方麵，針對全平衡垂直升船機的兩種典型的提升和安全保障方式進行了大規模的科研、攻關，研究認為兩種方案都能滿足技術要求，鋼絲繩卷揚提升和盤式製動器鎖定方案國內已有實踐，在設計和製造方麵相對難度低，可立足於國內:而齒輪齒條爬升和螺母螺杆鎖定方案，在設計、製造、安裝方麵難度大，國內不易實現。因此，明確了三峽升船機采用“全平衡鋼絲繩卷揚一級垂直升船機”技術方案。
三峽工程開工以後，升船機項目進入到技術設計階段。
1995年4月，國務院三峽工程建設委員會研究決定三峽升船機緩建，但工程緩建並沒有影響設計研究工作。這個期間通過大量的中間試驗和模型試驗，全麵檢驗三峽升船機的前期科研成果，不斷完善技術方案。在1996年水口升船機模型試驗和1998年三峽升船機模型試驗過程中都出現了承船廂傾翻的情況，引起了高度的重視。通過進一步的調研，德國尼德芬諾和呂內堡升船機在運行中也曾發生過承船廂泄漏導致螺母螺杆安全鎖定裝置發揮作用的情況，再次引發了對鋼絲繩卷揚提升方案安全可靠性的疑慮。同時，隨著對三峽工程認識，特別是對三峽升船機特殊性認識的不斷提高，提出了安全可靠性是評價技術方案的首要因素，“零事故率”是三峽升船機的最低設計要求。由此決定對三峽升船機技術方案重新研究比選。
為了提高三峽升船機技術方案重新比選工作的質量，1999年1月委托德國聯邦航道工程研究院baw對三峽升船機齒輪齒條爬升及螺母螺杆安全保障係統方案進行可行性研究:同時，對三峽升船機鋼絲繩卷揚提升方案按照新的設計要求進一步完善，以利方案能夠在同等條件下進行比較。鑒於三峽工程已進入到第二階段，升船機土建施工已具相當規模，比選研究是在主要幾何尺寸和主體塔柱的結構型式已經固定的條件下進行的。為了確保baw方案的適用性，在初步評審通過該方案後，又進行了齒輪齒條爬升及螺母螺杆安全保障係統方案設備機構與土建結構銜接關鍵技術專題研究。在上述工作的基礎上，於2003年2月召開了三峽升船機方案比選論證會，與會專家一致認為兩個方案在技術上都是可行的，齒輪齒條爬升方案運行安全可靠性高於鋼絲繩卷揚提升方案，在關鍵設備製造、安裝難度和總投資方麵相差不大，推薦齒輪齒條爬升方案。
2003年9月國務院三峽工程建設委員會批準三峽升船機采用“全平衡齒輪齒條爬升一級垂直升船機”技術方案，並恢複項目建設。
三峽升船機：中德聯合設計
2004年4月28日19時，三峽工程垂直升船機承船廂及其設備設計委托合同正式簽訂。
這是與德國拉麥爾國際公司、克雷布斯空福爾工程公司緊張的技術和商務談判的結果。
此次委托德國設計聯合體承擔設計的項目，包括升船機船廂室段總體布置設計、船廂及其設備和平衡重係統設計等。合同執行的時間為70周。三峽升船機總成設計和船廂室段土建部分設計，仍由長江規劃設計研究院承擔。
7月31日，三峽升船機第一次設計聯絡會在德國舉行。
此舉意味著中德在水電工程重大裝備研發與製造的合作上又掀開了新的一頁。中國三峽總公司總經理李永安在與德國設計聯合體代表交談時曾表示，中國政府十分看重工程與設施的安全性與可靠性，勉勵中外設計各方認真工作，把三峽升船機設計好，為使升船機早日投入運行而共同努力。
出於對安全運行的嚴格要求，三峽工程業主審慎選擇了富有運行經驗的德國公司進行設計與監理。三峽工程的設計總成單位長江水利委員會在1992年對升船機總體布置、主要建築物結構型式、提升方式和安全運行等提出了初設推薦方案——采用多鋼絲繩卷揚平衡垂式垂直升船機。
中國三峽總公司也組織專家研究了齒輪齒條爬升的型式。
專家評審研究後認為：兩種方案都屬於全平衡垂直提升型式，總體布置和設計參數都一樣，隻是在驅動機構和安全保障裝置上不同。
但專家們更多考慮了三峽工程的重要性和社會影響，於是將三峽升船機的安全運行列為比選的首要因素。在這個前提下，齒輪齒條爬升方案因在發生船廂水全部漏空的極端事故時，能通過機械聯動自行鎖定，運行安全可靠性更高，且國外已有幾十年的成熟經驗，而被認為更適宜三峽樞紐使用。
據了解，三峽工程業主將為此支付高達550萬歐元的設計費用。
2007年7月，三峽升船機完成總體設計，並通過了國務院三建委組織的設計審查。
負責審查的國務院三峽工程質量檢查專家組認為：三峽升船機采用齒輪齒條爬升方案技術可行，可以做到安全可靠，建議國務院三峽建委早日批準開工建設。
升船機最終設計方案解讀
升船機過船規模為3000t級，最大提升高度113m，上遊通航水位變幅30m，下遊通航水位變幅11.8m.具有提升重量大、升程高、上下遊通航水位變幅大、水位變率快以及通航條件受河流泥沙淤積、船閘充泄水和樞紐泄流影響的特點，是世界上規模和技術難度最大的升船機。
齒輪齒條爬升式升船機屬於全平衡垂直提升型式。其規模、功能以及總體布置與鋼絲繩卷揚提升式升船機基本相同，其上下閘首的設備布置及結構型式完全相同。
齒輪齒條爬升式升船機與鋼絲繩卷揚提升式升船機的主要不同之處，在於升船機主體部分，而主體部分的關鍵差異是船廂的驅動方式和安全保障體係的結構型式及其工作機理。
齒輪齒條爬升式升船機的船廂總重約15000t，全部由重力平衡重平衡，由16x16根Ф70mm的鋼絲繩懸吊。其船廂驅動係統采用齒輪齒條爬升式，4套驅動機構之間通過機械同步軸連接。驅動機構由開式齒輪、齒條、液氣彈簧、減速器、電動機等設備組成。開式齒輪由雙電機和雙減速器驅動，齒輪與塔柱上的齒條相齧合，驅動船廂升降運行。驅動係統允許船廂誤載水深±10cm，電機功率8x315kw.當船廂與閘首對接過程中誤載水深超過±10cm時，需啟動船廂兩端的可逆水泵係統進行調節。
船廂的安全機構采用“短螺杆—長螺母柱”方案，與驅動機構相鄰布置，螺杆與驅動機構的齒輪之間通過機械軸連接，船廂升降時，螺杆由齒輪軸驅動在螺母柱內空轉，旋升速度與齒輪的爬升速度同步。螺紋副間隙設計值為50mm，並預留適當的裕量。螺母柱采用中空開槽結構，通過鋼結構調整架安裝在混凝土塔柱上。安全機構按照船廂水漏空以及船廂室進水船廂承受浮力進行設計。
另外，船廂上還設有與鋼絲繩卷揚方案相類似的對接鎖定裝置、頂緊機構、可逆水泵係統等機械設備。驅動機構和安全機構安裝在船廂兩側的4個側翼平台上。除增加4個側翼外，船廂結構型式與鋼絲繩卷揚方案的船廂結構基本相同。在塔柱頂部設左右兩個獨立的機房，內部布置平衡滑輪組及檢修橋機等設備。
齒輪齒條爬升式升船機具有如下特點：
1、遇船廂漏水事故可按限定載荷自行鎖定:
2、主提升設備規模小、布置緊湊:
3、船廂運行水平度較高:
4、升船機停航期間設備處於非工作狀態，可利用安全機構進行船廂檢修:塔柱頂部機房設備布置簡單。升船機防事故能力按照船廂室進水、船廂承受浮力進行設計，同時可有效防禦船廂內9000t水體全部漏空的事故。
升船機：人們期待的時間表
考慮引三峽升船機工程規模大、技術難度高，並且在設備工藝方麵還存在著不確定的因素，因此要有一個合理的建設工期安排以確保工程質量。大體上劃分為設計、製造、安裝調試和試運行四個階段。
設計階段：2004年6月—2006年7月，此項工作已完成且通過驗收。
製造階段2006年1月—2009年12月。通過公開競標的方式選擇優秀的製造廠商和土建承包商提供升船機設備和完成土建工程。可以預見到的難題，包括超大型非標機械部件的加工製造，承船廂拚裝、組焊工藝控製，塔柱大體積混凝土薄壁結構澆築工藝控製等，要組織聯合科技攻關。
安裝調試2007年7月—2010年12月。從設備埋件安裝開始，經過各種設備和各分部係統的安裝調試，逐步完成升船機設備係統的聯合調試。承船廂等超大型設備的加工製造延續到現場完成，在現場條件下如何控製和調整設備製造安裝的精度、變形和各類配合間隙等是保證質量的關鍵。
試運行階段2011年1月—2012年6月。利用兩個枯水期完成升船機的試運行工作。通過一係列的實驗全麵檢驗設計成果:並且充分地暴露和消除設備在選型、製造、安裝調試階段存在的各類缺陷和隱患。
三峽中間“試驗機”福建水口亮相
2006年1月，由中船重工武漢船舶工業公司組織，武昌造船廠、武漢船用機械廠、七○九所、七一二所、七一七所承製，國內目前規模最大的升船機——福建水口升船機在福州通過專家組鑒定。
由兩院院士潘家錚領銜，工程院院士梁應辰、張超然、黃旭華等13名專家組成的技術成果鑒定委員會，經過一係列嚴格的鑒定程序和現場實地考察後，作出鑒定結論：水口升船機的建設及運行項目成果總體上已達到了國際先進水平，部分技術居國際領先水平。
水口升船機是三峽升船機的中間試驗機。該升船機的建成和運行對解決船舶過壩，尤其是高壩通航問題具有重要意義，將為我國大型升船機後續工程提供可借鑒的技術成果和寶貴的實際運行經驗。
該升船機在世界同類機型中僅次於比利時斯特勒比？:蒂厄垂直升船機。升船機1995年開工建造，2003年11月1日通過工程驗收，2005年4月8日開始對外試通航。8個月過壩運量20多萬噸，單次過壩最快時間27分鍾，成為閩江黃金航線上名副其實的快速通道。
三峽“試驗機”清江隔河岩投運
2006年9月20日，隔河岩第二級升船機承船廂完成工地總裝，並通過專家驗收，進入運行前的最後調試。
水利專家稱，曆時10餘年建設的清江隔河岩升船機，將為建設世界最大升船機——三峽升船機提供最基礎、最直觀和最重要的施工經驗和技術數據借鑒，堪稱三峽升船機的“試驗機”。
升船機和船閘是兩種不同的船舶通航設施。升船機通航，俗稱船舶“坐電梯”，即船舶進入升船機承船廂，升船機通過提升機構使承船廂和船舶整體提升，實現船舶或上或下的翻壩，升船機最大的優點在於通航時間比船閘通航時間大大縮短。
清江隔河岩升船機位於湖北長陽境內，其設計為兩級升船機，第一級升船機的提升高度為40米，第二級升船機的提升高度為80米，提升速度為每分鍾8米。作為升船機的核心設備——承船廂是一個槽形結構，有效水域長42米，寬10.2米，深1.7米，每次可承載300噸級船舶實現120米高程的翻壩通航。
附錄：三峽工程升船機興建與否值得探討
況剛武唐家友
2006年2月23日長江水利網
在三峽工程的整體設計方案中，升船機是重要的組成部分。對它的研究從三峽工程可行性研究時對通航的研究就開始了。當時確定的三峽工程通航整體思路是：用船閘解決貨運過壩問題，以萬噸級船隊為設計過壩能力:用升船機解決客運快速過壩問題，以川江大型客船為設計過壩能力。隨著三峽工程的建設進程，兩線五級船閘已於2003年投入運行，升船機仍在設計之中。船閘運行兩年多以來，客觀地看已經解決了川江通航的問題。
用升船機解決客運快速過壩的設計思想是上世紀八十年代提出並通過審查的，二十多年後的今天，社會發生了很大變化，特別是我國交通發展迅猛，可以說變化是翻天覆地的。為此有必要對三峽工程興建升船機的設計思路進行反思。
在長江長途客運上，過去要幾天才能到達目的港的客運狀況，在計劃經濟時代和過去的交通狀況下能夠被接受。改革開放後，慢悠悠的長途客輪不適應時間就是金錢的時代要求，客輪運輸很自然地被幾次提速的鐵路運輸、高速公路運輸和更為方便快捷的航空運輸所替代。所以，昔日風光的幾十條“江申”、“江渝”、“江漢”號大型客船早以無影無蹤，具有悠久曆史的長江長途客運從此結束了它的曆史使命，給人們留下的是美好的記憶和永久的懷念。
由於“江申”、“江渝”、“江漢”號在長江上的消失，三峽升船機設計過壩能力的前提條件已經不存在。存在於川江上的客運僅是宜昌至萬州、重慶等短途客輪或旅遊輪船，其班次已大大少於過去。可以預計，宜萬高速公路通車後，其客輪將進一步減少，甚至僅剩下旅遊船。因此，是否需要繼續興建三峽升船機就值得探討了。
客運班次的大幅度減少，特別是旅遊淡季每天可能僅有上下幾班客輪過壩，升船機的存在已經沒了必要。升船機大量時間閑置是對資源的浪費。葛洲壩船閘客、貨輪共進船閘的經驗是對船閘設備的最有效利用。關於旅遊輪的過壩問題，應該沒有“快速”的問題。每一個遊客一定都想多看看三峽大壩，都想體會一下親身遊過舉世矚目的三峽五級船閘，而不是像坐電梯一樣從壩頂幾分鍾就到了壩下，完全沒有過世界頂級大壩的切身體驗。因此，目睹兩線五級世界頂級船閘壯觀場麵和三峽大壩的英姿應該是悠閑的遊客所渴望的。遊客多是衝著三峽壩區風光而來，壩區風光將成為長江三峽旅遊的一大靚點。讓遊輪從船閘過壩是旅遊最佳選擇。
關於升船機作為船閘備用通航設備的問題，整體設計思路中並未要求升船機承擔這一任務。升船機本身並不能承擔貨運過壩責任，而客輪特別是旅遊淡季過壩班次非常少，承擔過壩的責任非常輕，即使出現船閘事故等不能通航的情況，也可以臨時用公路運輸補救。這是最經濟的補救方式，三峽工程施工期曾長期使用汽車轉運方式，既方便又快捷。
想當初，葛洲壩工程即將開工，而要不要興建魚道還在爭論。後來通過多年的科研，錢沒有少花，結論是魚並不聽人的指揮，於是取消了魚道興建項目。事實證明這一結論是正確的。三峽升船機與葛洲壩魚道有類似之處，是否遭到同樣的命運暫難下結論。但有一點是明確的：時空不會倒流，長江長途客運不會再來。三峽升船機所承擔的運輸責任絕大部分已經不存在，並將會繼續減少。
升船機不適合貨運，這是眾所公認的。既然長江長途客運的時代已經結束，依賴其生存的三峽升船機就沒有出世的必要。因此筆者認為：應該暫停三峽升船機的設計，讓其“冬眠”五年。同時可以利用這段時間，根據宜萬高速公路和鐵路建設並通車後的客觀情況，以及長江運輸和三峽船閘運行等情況，重新研究興建三峽升船機的必要性，並決定其去留，將會是一個科學、明智的決策。就像當年葛洲壩工程的魚道一樣，三峽升船機因客觀運輸條件的巨大變化，也應該重新科學論證，方能做出科學的決策。