金属结构和机械设备在船闸与升船机设计中的应用

斜面升船机沿自然地形进行修建，土建工程量较少，金属结构和机械系统相对简单，工程造价较低，因此，在中小水利枢纽通航建筑物选型中有一定的优势。但是，该型式升船机在技术上尚存在以下缺陷，使这种型式的升船机在大中型水利枢纽上的应用受到一定限制。

（1）枢纽上、下游水位变幅较大时，升船机难以布置平衡重系统，从而导致卷扬机总驱动功率较大，机电设备的规模、技术难度大，运营成本高。

（2）为了降低驱动设备的负荷，对于较大的过坝船只，通常采用干运的方式。船只在过坝过程中受力状态发生改变，对船只使用寿命有一定影响。

（3）湿运下水式斜面升船机，速度和加速度较大，往往导致承船厢内水体振荡。特别是在意外停电或双坡式斜面升船机过驼峰时，很难完全避免冲击，其运行的平稳性不如全平衡垂直升船机。

（4）纵向斜面升船机受布置条件的限制，牵引钢丝绳数量较少，对单根钢丝绳断裂（或端部结构损坏）等事故的承受能力较低，而且无法设置沿程锁定装置，因此，斜面升船机的安全性，不如全平衡垂直升船机。

综上所述，目前斜面升船机技术的发展不如垂直升船机。但由于该型式升船机在经济性方面的巨大优势，随着科学技术的发展以及斜面升船机技术性能的不断改进，仍不失为中、小型枢纽工程中可供比选的方案。

在国内大、中型水利枢纽中，仅丹江口水利枢纽建造了一座双坡式斜面升船机。升船机于1973年11月建成，过船吨位为150t，至今已运行30年。目前，丹江口水利枢纽大坝的加高正在进行，斜面升船机也正面临重建，其过船吨位将提高到300t，结构形式与正在运行的150t升船机相同。下面主要以丹江口斜面升船机为例，介绍在技术上比其他型式较为复杂的双坡式斜面升船机金属结构和机械设备的设计要点。

4.4.2.1 金属结构与机械设备布置

（1）系统组成和工作原理。丹江口150t及300t斜面升船机，均采用双坡下水式不设平衡重钢丝绳牵引，摩擦驱动过驼峰的型式。斜面升船机金属结构和机械设备，主要包括牵引卷扬机及其机房、斜架车、过驼峰摩擦驱动装置、钢丝绳转向滑轮组、斜坡道与绳道托辊、斜坡道轨道等。

牵引斜架车的两台卷扬机，在机房内呈前、后布置，布置方向与上游斜坡道轴线在水平面投影的夹角为60°，在机房内配备了供卷扬机检修用的桥式起重机。转向滑轮组包括4套地轮组和8套天轮组，地轮组设置在驼峰下面的地轮室内，沿该室的方向布置；天轮组则沿驼峰纵轴线方向布置在驼峰中部位于两内轨之间的二期混凝土平台上。

4根钢丝绳一端通过液压平衡缸与斜架车牵引结构相连，另一端则绕过地轮和天轮，通过压板螺栓固定于卷筒外壁。为防止钢丝绳下垂，在绳道和斜坡道上设置了托轮和托辊。在斜架车行驶至驼峰段时，由于卷扬机钢丝绳需减速换向，无法驱动斜架车匀速运行，因此，在驼峰中部设置了摩擦驱动机构，通过摩擦轮对斜架车上的摩擦轨的动力传递，驱动斜架车翻越驼峰。丹江口300t级斜面升船机布置，见图4-36。

图4-36 丹江口300 吨级斜面升船机布置简图

（2）斜面升船机运载船舶过坝的过程。

1）干运。设斜架车的初始位置在中间渠道水域，上行船只已进入斜架车并系缆，卷扬系统安全制动器和工作制动器先后松闸，按设定速度图牵引斜架车沿上游斜坡道上行，至驼峰平段上游预定位置时减速，同时摩擦驱动机构空载启动。摩擦轮与斜架车的摩擦轨道接触后，斜架车由卷扬机与摩擦驱动机构共同驱动前行→卷扬机减速至零后，立即转为反向加速，并在斜架车驶出驼峰平段前达到正常速度，在此阶段摩擦驱动机构驱动船厢越过驼峰中心→斜架车驶出驼峰平段后，斜架车由卷扬机驱动，沿下游斜坡道下行→当斜架车接近下游水域后，按照测得的下游实际水位，减速、停车→卷扬机的工作制动器和安全制动器先后上闸→船只驶出斜架车。

2）湿运。斜面升船机的湿运程序与干运基本相同。不同之处是斜架车离开航道水域前，需增加主机点动调整斜架车内水深程序和关闭船厢门程序，以及下降到航道水域后的开启船厢门程序。

（3）斜面升船机总体结构形式和参数。

1）轨道的布置形式。钢丝绳牵引式斜面升船机一般是依据自然地形条件，在上、下游斜坡道设置钢轨，斜架车由钢丝绳卷扬机构牵引，卷扬机设置在位于高处驼峰旁的机房内。为了使斜架车在翻越驼峰过程中保持水平，应在驼峰段设置高低两条钢轨，与斜架车上的高低轮相对应。在斜坡段上是采用高低轨，还是高低轮使船厢保持水平，需根据斜坡段的长度具体决定。在上游斜坡段较短时，一般可采用高低轨方式，所花费的钢轨及埋件的工程量不大，却省却了两套低轮装置，减轻了斜架车自重；在下游斜坡段较长时，为节省金属结构工程量，采用斜架车高低轮的方式。为保持从驼峰处的高低轨方式，向下游坡的高低轮方式（或相反）的平稳过渡，高低轮和高低轨应有一段重叠运行的过渡段。丹江口升船机，上游的高轨自上游驼峰下游侧过渡段向下游延伸20 多m。斜面升船机采用何种方式保持换坡后船厢的水平，主要是根据经济及技术的合理性来决定的。

2）斜架车的几何尺寸。

①斜架车的有效尺寸。下水式不设平衡重的斜面升船机，通常为干、湿两用，对于吨位较大、结构较强的船则采用干运方式，对于吨位较小、结构较弱的船只则采用湿运方式。斜架车的有效尺寸主要由设计船型的外形尺寸确定。斜架车的有效长度，对于湿运和干运取不同的值。斜架车湿运的有效尺寸包括有效长度、有效宽度和设计水深。设计水深等于设计船型的吃水深加上0.3～0.5m的富余水深。由于斜面升船机斜架车可进入上、下游水域，入水深度可以控制，富余水深对船只进入斜架车的水力学条件，不起决定作用，因此可取较小值。有效宽度指承船厢两护舷之间的距离，根据设计船型的宽度，再考虑船只与护舷之间的适当间隙。斜架车湿运的有效长度可不考虑采用干运船只的最大长度，而是遵循湿运时斜架车结构加水的重量，应等于干运时斜架车结构重量及船舶自重和载重之和的原则。干运的斜架车有效尺寸，包括有效长度和有效宽度。有效宽度与湿运时相同，有效长度就是斜架车最大外形轮廓长度，根据船只最大长度和底部平段长度等参数确定。斜架车的深度（底铺板至主纵梁上翼缘的距离）等于湿运时的设计水深加上干舷高。以正在设计的丹江口300t级升船机为例，丹江口升船机的过坝设计船型为内河300t级分节驳和200t级甲板驳，其中300t级分节驳的外形尺寸为35m×9.2m×1.2m（总长×总宽×吃水深），船只自重115t，满载300t，超载350t；200t 甲板驳的外形尺寸为37.5m×7.5m×1.2m（总长×总宽×吃水深），船只自重69.7t，满载200t，超载220t。斜架车湿运设计水深按1.2m吃水深，加上0.2m富余水深考虑，其值为1.4m。斜架车的干舷高为0.7m，深度为2.1m。有效宽度为船只最大外宽9.2m，加上船只与护舷的间隙0.5m的两倍，其值为10.2m。实际水域宽度，为有效宽度加上护舷宽度的两倍，其值为10.6m。由于有效宽度和设计水深已确定，可根据湿运时厢内水体重量等于干运时最大船只载重加自重的原则，求得湿运时的计算有效长度为28.03m，取有效长度为28m。而斜架车最大长度（即干运的有效长度）根据200t甲板驳的总长度37.5m确定为34m。

②轮距。由于斜架车前后轮的轮距与驼峰的间距相等，因此是影响整体布置的一个重要参数。斜架车轮距的确定，除了保证斜架车在斜坡道运行的稳定性之外，主要的还应使斜架车结构受力合理，即要使斜架车主纵梁中部的正向弯曲应力，与车轮组连接部位的反向弯曲应力相接近。

③支腿高度。对于高低轨式结构，两支腿高度相同，均为低轮与轨道接触点至斜架车底部的距离；对于高低轮式结构，前后两车轮组位于同一轨顶斜平面上，所以高低轮支腿高度是相关的。支腿高度确定了斜架车的高度。支腿高度不能太小，否则牵引钢丝绳就会与靠近斜架车高轮一侧的端头底部相干扰；支腿高度也不能太大，否则斜架车为了达到要求的入水深度，增加轨道向上、下游延伸的长度和土建开挖量。因此，在满足牵引钢丝绳不与斜架车底部相干涉的前提下，应尽可能降低支腿高度。

3）斜坡道的坡比。斜坡道的坡比，除了依据自然地形条件和枢纽布置外，还要综合考虑结构和设备的受力条件、工程的经济性及通航设施通过能力等。从金属结构和机械设备的角度看，坡比越大，斜架车行驶的距离越短，可节省钢轨及埋件的工程量，但卷扬机的牵引力越大，机械设备规模增大，斜架车受力趋于不合理。

4）驼峰平段长度。丹江口升船机驼峰的平段长度的确定，主要考虑斜架车过驼峰的平稳性。斜架车过驼峰的过程，对应着在某起始点摩擦轮驱动斜架车，主卷扬机减速收绳然后加速放绳的过程，较为理想的情况是：斜架车在与摩擦轮脱离接触时，其运动速度，正与主卷扬机钢丝绳牵引速度相同，钢丝绳处于适度张紧的状态，钢丝绳的张力、斜架车当时在斜坡道所处的位置和速度，应保证斜架车继续向下运行。否则，斜架车要么在摩擦驱动和主卷扬交接时发生冲击，要么不能在自重作用下继续行驶，停止在过渡段上。上述理想情况，与斜架车在平段运行的距离密切相关。因此，该距离应根据上述要求，通过斜架车过驼峰的运动学分析确定。

5）最大牵引重量。最大牵引重量是指主卷扬机或摩擦驱动机构，所牵引的船只载重及自重，以及斜架车重量之和。丹江口150t级斜面升船机的最大牵引重量为365t，300t级斜面升船机的最大牵引重量为725t。

6）最大行程。斜架车最大行程，是指斜架车处在下游最低通航水位时的中心线位置，行驶至驼峰对称中心（此时斜架车中心线与驼峰对称中心线重合）所走过的路程。此行程由下游水位条件、驼峰布置高程和斜坡道的坡比等确定。

7）斜架车运行速度和加速度。斜架车运行速度，是决定升船机通过能力的重要参数之一。由于斜架车的行程较大，为保证升船机足够的通过能力，其运行速度，一般远大于垂直升船机的升降速度。但由于钢丝绳卷扬式斜面升船机通常不设平衡重，卷扬机驱动功率较大，机电设备规模和运营费用相对较大，因此，运行速度不宜过大。目前运行的丹江口150t级的升船机，沿斜坡道运行的速度为30m／min，在丹江口300t级升船机的技术设计中，经过对升船机通过能力的核算，将速度降为18m／min。

斜面升船机为湿运时，厢内水体容易被水平纵向扰动激发而发生震荡，因此在确定系统加、减速度时，应综合考虑通过能力和系统动态性能等因素。

4.4.2.2 主卷扬机

（1）设备布置。主卷扬机是牵引斜架车的主要机械设备。丹江口目前的150t升船机和设计中的300t升船机，主卷扬机均采用开式传动，这是由于卷扬机承受水平方向的外载，采用开式传动有利于载荷向基础的传递。丹江口150t级斜面升船机的两台卷扬机中心线，布置于不同高程，卷扬机中心线所在的水平面，靠前布置的一台高于后面的一台，以避免从后面卷筒出来的钢丝绳，与前面的卷筒发生干扰。每台卷扬机包括直流电动机、减速器、卷筒组、工作制动器，以及相应的机架和埋件等设备。电动机通过高速联轴器、减速器和开式齿轮驱动卷筒转动。两台卷扬机之间，通过开式齿轮实现机械同步。以往斜面升船机一般采用直流高速电动机，近来已开始采用交流变频电动机。如在丹江口300t级斜面升船机的设计中，电动机已改用交流变频电动机。为增加升船机的安全性，在两台卷扬机的卷筒组上，设置一套安全制动器。为适应安全制动器制动盘的布置，在两个开式大齿轮之间可增设一对惰轮。在两卷筒组中心距较大的情况下，将两个卷筒组安装在同一高程，即可避免后面卷筒的钢丝绳与前面的卷筒发生干扰。(www.xing528.com)

（2）主卷扬机的载荷。

1）最大牵引力。最大牵引力，既是表示主卷扬机牵引能力的基本技术参数，也是各部件设计的基本载荷参数，包括斜架车与船总重沿斜坡道的分力，正常风载荷，摩擦阻力（包括车轮与轨道之间的摩擦力，车轮轴承内的摩擦阻力和车轮轮缘与轨道侧面的附加阻力），正常加、减速度惯性力，钢丝绳的僵性阻力，以及钢丝绳和托辊之间的摩擦力。

2）斜架车过驼峰时的惯性冲击。由于摩擦驱动机构和主卷扬机构的衔接，难以调整到理想状况，斜架车每次过驼峰时的惯性冲击难以避免，因此，一般在设备的强度计算中，根据不同的载荷组合，对最大牵引力乘以1.2～1.8的系数。

3）设备自重。对于自重较大的设备，如卷筒组等，其自重是部件设计需考虑的一个重要载荷因素，尽管该载荷大小和方向不变，但也会使转动部件，特别是卷筒轴承受交变载荷。

4）紧急制动的惯性载荷。在主卷扬机正常工作状态下，斜架车的加、减速度，由电力拖动系统控制；在紧急制动工况下，由主卷扬机实施紧急机械制动，此时机械系统承受紧急制动引起的惯性载荷。

5）非工作状态风载。对于不设安全制动器的主卷扬机，应将非工作状态风载，作为主卷扬机的校核计算载荷。

（3）部件设计。

1）电动机。对于不设摩擦驱动机构、依靠惯性过驼峰的小型升船机，主卷扬机可采用普通的交流电机。对于较大型的钢丝绳卷扬式斜面升船机，由于在过驼峰时主卷扬机和摩擦驱动机构，在时间上存在重叠和交接的过程，为避免由此引起的升船机过驼峰冲击，要求两套驱动机构在控制上相互衔接和配合，这对拖动系统的控制性能提出了更高的要求。主卷扬机和摩擦驱动机构的拖动装置，宜采用先进的交流变频传动技术，通过精确的数字控制技术，实现两套驱动机构在控制上的精密配合。

电动机根据最大牵引力和额定牵引速度计算额定功率，同时考虑1.2 的不均匀系数，并按30min工作制选择电机；电动机转速一般为600～750rpm。

2）减速器和开式齿轮。由于主卷扬机采用开式传动，钢丝绳牵引力的水平分力和垂直分力，通过卷筒轴承座传至基础，减速器和开式齿轮仅承受扭矩负荷，设计方法与垂直升船机主提升机开式传动的减速器和开式齿轮基本相同，但在确定减速器的额定输出扭矩时，应考虑较大的动载系数。减速器由润滑泵站强制润滑。

为便于在卷筒上布置安全制动器，需拉开两卷筒组之间的距离，该距离应大于开式大齿轮的节圆直径，为此，可在两个开式大齿轮之间设置一对惰轮，以保证两开式大齿轮同步反向旋转。

3）卷筒组。卷筒组的整体结构型式，与全平衡钢丝绳卷扬式垂直升船机主机开式传动卷筒组基本相同，但设计时，有以下不同。①由于水利枢纽上的斜面升船机上、下游水位变幅较大，一般不设平衡重，每个卷筒上只缠绕两根牵引钢丝绳。钢丝绳绳端用压板螺栓固定在筒体表面。如果升船机最大行程很长，卷筒缠绕长度较大，应按规范验算钢丝绳对卷筒和滑轮的绳槽的偏角。如果不满足规范要求，则应增大卷筒直径，减少卷筒长度。②作用于卷筒组的钢丝绳拉力，除了考虑不均匀系数之外，还应考虑冲击系数，该冲击系数通常取1.2～1.5，大于垂直升船机相应的动载系数。③斜面升船机钢丝绳拉力同时具有垂直分量和水平分量，轴承座宜采用整体剖分结构。同时机架和轴承座之间，应同时具有水平和垂直两个接触面，以传递两个方向的载荷。机架与基础之间应采取相应的技术措施，将水平和垂直载荷分别传至基础。④斜面升船机的钢丝绳平衡油缸，在运行过程中处于连通状态，或采用平衡梁保证各钢丝绳张力相等，因此，卷筒的直径公差和各卷筒直径之间相对误差的要求，不如垂直升船机中的要求严格。

4）制动器。在正常工况下，斜面升船机主卷扬机的制动器，在主机调速至零时施加制动力，这与全平衡垂直升船机类似。但考虑到制动器在紧急制动时的制动功能，与全平衡钢丝绳卷扬垂直升船机有较大的差别，制动器在设计上不如垂直升船机主机安全制动系统复杂。斜面升船机由于不设置平衡重系统，系统的惯性相对全平衡垂直升船机较小，主卷扬机的制动载荷即为最大牵引载荷，只要选取适当的安全系数，制动力一次施加对设备不会造成大的冲击。系统动态特性相对于要求较高的湿运工况，载荷大小和方向基本都是恒定的，制动加速度即可由额定制动力确定；干运时载荷方向恒定，载荷大小有所变化，但干运工况对动载的承受能力相对较高。因此，斜面升船机主卷扬机的制动系统设计较为简单，在结构型式确定的情况下，根据最大牵引力及规定的湿运制动加速度确定制动器的制动力。

4.4.2.3 摩擦驱动机构

摩擦驱动装置由电动机、减速器、摩擦轮、平衡重、平衡杠杆梁及其支座、缓冲装置等部件组成，其中电动机、减速器、摩擦轮等驱动部件，安装在平衡杠杆梁的一端，距离杠杆梁支座较近；平衡重悬挂在杠杆梁另一端，距离杠杆梁支座较远。斜架车运行至驼峰段时，斜架车底部的摩擦轨道压在摩擦轮上，由平衡重使摩擦轮与摩擦轨道之间产生恒定的正压力。电机驱动摩擦轮转动，利用摩擦轮与轨道之间的摩擦力，驱动斜架车在平段轨道上匀速运行。平衡重下部设弹簧式（或液压式）缓冲装置，以减小平衡重落位时的冲击。

摩擦驱动机构的负荷，主要是轨道对斜架车的摩阻力和风阻力。对于规模较大的斜面升船机，斜架车底部通常设两条摩擦轨道，相对于斜架车纵向中心线对称布置，以保持斜架车被驱动时的稳定性，而摩擦驱动机构则相应地由相互独立、结构型式完全相同的两套机构组成。

斜架车在过驼峰过程中保持速度的精确性，对于减小过驼峰冲击十分重要。为此，除采用先进的拖动控制技术进行精确的数字控制之外，还应维持恒定的摩擦系数，以保证稳定的驱动力。另外，由于摩擦驱动机构，处于户外的驼峰顶部，因此，设备的防锈蚀，在设计中应予重视。

4.4.2.4 斜架车

（1）基本组成和结构型式。斜架车由斜架结构、支承台车、厢头闸门及其液压启闭机，以及走道、系船装置和其他辅助设备组成。斜架车为带支腿的钢质槽形结构，两端各设一道卧倒式闸门，闸门关闭后可封闭厢内水域，形成湿运条件；闸门开启后，将作为斜架车底铺板的组成部分。根据升船机的布置和载运方式（干运或湿运）等因素，斜架车采用不同的结构型式。双坡式斜面升船机采用高低轮式、高低轨式或混合式斜架车，以保证承船厢始终在水平状态下运行。当采用高低轨方式时，斜架车上、下游的低轮支承在不同轨距的钢轨上，在同一横断面上，不同轨距的钢轨轨顶面位于不同的高程；当采用高低轮方式时，斜架车上、下游的高低轮支承在同一轨道上。

对于湿运或干湿两用的斜面升船机，斜架车宜采用实腹式结构；若斜面升船机为干运型式，则斜架车可考虑采用桁架式结构，以降低结构自重，减小入水时的阻力。斜架车由承船结构和牵引结构两部分组成。实腹式承船结构按传力顺序主要由底铺板、小纵梁、小横梁、主纵梁、主横梁及支腿结构等构成。其中主纵梁采用单腹板梁式结构。在承船结构底部设承重支腿桁架、导向平衡轮支承刚架和摩擦驱动轨道支承刚架等，构成斜架车的牵引结构。斜架车两端设有卧倒门库和启闭机室，布置闸门部位采用空腹式框架结构，其中部兼起挡水作用。斜架车底板沿纵向铺设衬条，以保护干运船只不受损坏。主纵梁腹板内侧设有护舷结构。

（2）斜架车结构的设计条件。斜架车结构主要受力构件采用Q345C，由刚度和稳定性控制的构件可采用Q235C。斜架车结构按照实际载荷条件和工况进行强度、刚度和稳定性计算。外载荷主要包括船舶载重和自重（干运）或厢内水体重量（湿运）以及结构自重，钢丝绳牵引力，运行摩阻力，惯性力和风载等载荷。在斜架车过驼峰时，存在着惯性冲击，由钢丝绳作用于斜架车；在斜架车出入上、下游水域过程中，还分别存在着下吸力和入水阻力。因此所有这些载荷应根据不同的工况进行组合。船舶载重和自重是干运斜架车的主要载荷之一，与船舶载重的分布、船体结构和底部线形及斜架车结构等因素有关，为了准确地计算斜架车的强度、刚度和稳定性，应提供设计船型船体的相关资料；对其他船型，也要考虑合理的载荷传递方式。钢丝绳的牵引力之和即为主卷扬机的最大牵引力。

斜架车一般为焊接钢结构，主要受力构件的对接焊缝和角接焊缝为一类焊缝；底铺板的对接焊缝主要承重构件腹板和翼缘板的连接焊缝为二类焊缝。

（3）支承台车。斜架车支承台车与一般起重机车轮组的结构型式基本相同，主要由车轮、台车架、支架、轴承、轴承座、轴、套筒等组成，其载荷主要是轮压载荷，支承台车可按相关的规范设计。与一般起重机不同，由于斜坡道轨道对车轮的作用垂直于轨道，因此，在台车和斜架车承重支腿结构的接合面之间，产生了水平方向的载荷，该处连接结构的设计，必须考虑水平力的传递。在台车和支腿结构之间应设置减振结构，以保证斜架车的平稳运行。此外，为避免上、下游轨道底端被淤泥淤积，致使斜架车不能到达预定的水域深度，应在台车架外侧设置轨铲，依靠斜架车及所载船只重量的斜坡分力，清除轨道顶面的淤泥。

（4）船厢门及其启闭机。船厢门用于湿运或干湿两用升船机，一般采用卧倒式闸门，由门叶结构、止水橡皮及支铰座等组成。门叶结构材料为Q345B，主要受力焊缝为一类焊缝，其余均为二类焊缝。每扇闸门由设在闸门两侧的两台液压启闭机操作，油缸支铰采用自润滑关节轴承。船厢4台启闭机由一台泵站集中控制。每扇闸门的端柱顶部结构设有两套浮筒式自动锁定装置。干运时闸门卧倒于门龛内，闸门面板与厢底板齐平，形成干运时的承重结构；湿运时，船厢出水，浮筒下沉，带动锁销下落，插入闸门的锁销孔内，将闸门锁定。船厢入水时浮筒上升，将锁定拔起。

（5）液压平衡缸。液压平衡缸是钢丝绳和斜架车的连接构件，其功能是保证各牵引钢丝绳之间的张力相等。为此，各液压油缸的前腔之间和后腔之间应用油管连接。一般需在斜坡道侧的操作室内设置一套供油装置，当由于泄漏等原因缸内油液少于规定值时，可经油管对液压缸进行补油。

4.4.2.5 转向滑轮组、钢丝绳及托轮和托辊

为根据布置要求对钢丝绳进行导向，一般需在驼峰底部滑轮室和上部平台，分别设置地轮组和天轮组。天轮组和地轮组的结构型式基本相同，每套天轮组或地轮组仅安装一片滑轮，滑轮组主要由滑轮、轴承、轴、透盖、挡圈、轴端挡板、支架及埋件等部分组成。根据天轮组和地轮组不同的布置条件和受力特点，支架可采用不同的结构型式。天轮组载荷竖直分量向下，轴向布置空间相对狭小，为便于现场安装，改善受力条件，支架可为整体结构，滑轮轴直接支承在支架上部的开口半圆形槽上。地轮组布置空间较为宽裕，但载荷竖直分量向上，因此滑轮轴只能支承在支架上部的圆孔内，支架分成两片独立的结构以便现场安装。按照作用于滑轮的钢丝绳张力的合力方向，在支架端部的二期埋件上焊接剪力板，以向基础传递滑轮组的水平载荷。

为防止钢丝绳过度下坠，在上、下游斜坡道上布置有钢丝绳托轮装置，在绳道上布置有托辊装置。托轮装置由托轮、橡胶套、轴与轴承、支架及埋件等构成。托轮为焊接结构，在筒体外敷设橡胶板做成的橡胶套，橡胶套与托轮胶接，并通过螺栓固定在托轮筒体上。托轮的轮毂内装设自润滑轴承，支承在不转动的心轴上。心轴则支承在左、右相互独立的两个支架上。托辊装置的构造与托轮装置类似，只是为适应钢丝绳的偏摆，绳槽宽度较托轮大。

由于斜面升船机牵引钢丝绳数目，远小于全平衡垂直升船机悬挂钢丝绳数目，一旦某根钢丝绳断裂，对安全更为不利，因此钢丝绳安全系数，应较全平衡钢丝绳卷扬垂直升船机略高，一般不小于8.5。钢丝绳结构型式和相关技术要求，与垂直升船机基本相同，但在弹性模量和直径的一致性要求方面，可适当放宽。