升船机作为一种内河通航设施，起源于20 世纪的欧洲，盛行于21 世纪的我国。德国于1934 年建成了世界首座现代化大型升船机——尼德芬诺升船机，于1975 年建成了通航规模更大、技术更先进的吕内堡升船机；比利时于1988 年建成了当时世界规模最大的斯特勒比升船机。
▲ 德国建造的尼德芬诺升船机（1934 年）和吕内堡升船机（1975 年）
我国对现代升船机的设计研究始于20 世纪50 年代末，“七五”“八五”“九五”国家科技攻关计划期间，国家以三峡升船机工程为背景，对升船机的关键技术问题进行了大规模的科技攻关，取得了丰硕的科研成果。自20 世纪90 年代开始，国家对西部河流进行大规模的开发，促进了我国升船机建设事业的蓬勃发展。迄今，已建成了水口、岩滩、隔河岩、彭水、三峡、向家坝、亭子口、景洪、思林、沙沱、构皮滩等十余座大中型升船机工程，欧洲升船机界称誉我国为“升船机的国度”。欧洲升船机大多建在人工运河上，航道水位的变化通常很小，而我国升船机均建在水位变幅大、变率快的高水头水利水电工程上，技术更加复杂。特别是2016 年建成的三峡齿轮齿条爬升式升船机，其运行条件的复杂程度、技术难度与建造难度都是当今世界之最，极大地提升了我国升船机的建设技术水平，是世界升船机工程建设技术发展的里程碑。
▲ 三峡升船机总体布置三维效果图
《大型齿轮齿条爬升式升船机》（ 北京：科学出版社，2021.8）是一部结合三峡升船机和向家坝升船机工程实践，系统论述高坝通航大型齿轮齿条爬升式升船机基本设计理论和设计方法的技术专著，凝结了钮新强院士设计研究团队数十年的心血与智慧，是一本理论密切结合实践的好书，填补了我国乃至世界在齿轮齿条爬升式升船机设计研究专著方面的空白。
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钮新强院士是国内著名的通航建筑物专家，主持设计了三峡、向家坝、亭子口、构皮滩等国内多座有代表性的升船机工程，在高坝通航升船机技术理论与工程实践方面颇有建树。由他率领的设计研究团队，与国内科研院所、建造单位协同攻关，大胆创新突破，成功解决了水利水电工程齿轮齿条爬升式升船机所特有的机械设备与混凝土承重结构变形协调、重载齿条螺母柱与薄壁塔柱可靠连接、大型齿条螺母柱精准安装、船舶进出安全防护、地震设防等诸多技术难题，形成了具有我国特色的水利水电工程齿轮齿条爬升式升船机成套技术。
▲ 钮新强
中国工程院院士，全国工程勘察设计大师，正高级工程师。现任长江设计集团有限公司董事长、党委书记。
该书作者长期从事升船机设计、科研工作，他们将设计研究经验总结凝练，著成该书。该书可供水利水电工程升船机设计、科研人员作为工具书借鉴使用，也可供大专院校水利水电工程及港航专业的师生参考学习。
按照国家“十四五”规划，在未来几年国家将加快推进交通强国建设，推动内河高等级航道扩能升级，为此，必将对通航设施的建设提出新的需求，该书的出版，可谓恰逢其时。期待这部凝结了几代设计、科研人员智慧的重要文献，对我国未来高坝通航升船机建设事业的发展起到促进作用。
中国工程院院长
2021 年6 月15 日
本文摘编自《大型齿轮齿条爬升式升船机》（钮新强等著. 北京:科学出版社，2021.8）一书“序”，标题为编者所加。
ISBN 978-7-03-068023-5
责任编辑：何 念 张 湾
本书是一部介绍齿轮齿条爬升式升船机关键技术的学术专著，作者是我国仅有的两座齿轮齿条爬升式升船机——三峡升船机和向家坝升船机设计、科研与建造的亲历者。本书结合三峡升船机和向家坝升船机的工程实践，从专业角度系统地论述齿轮齿条爬升式升船机在总体布置、水力学、金属结构与机械设备设计、建筑结构设计、动力分析与抗震设计、电气设备设计，以及混凝土塔柱施工与设备安装、调试等方面的关键技术难题和解决方案。通过本书，人们可以了解齿轮齿条爬升式升船机的概貌，同时可以窥见三峡升船机这一“大国重器”的技术复杂程度和建造难度。本书可供水利枢纽升船机工程的设计、科研人员参考，也可作为大专院校水利水电专业的教学参考用书。
（本文编辑：刘四旦）
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