1.一种全平衡垂直升船机的承船厢组合式竖直支承系统，其特征在于：包括安装在承船厢结构上的驱动机构、安全机构、对接锁定机构、以及安装在混凝土塔柱上的齿条和螺母柱；所述驱动机构、安全机构、对接锁定机构、齿条和螺母柱各为4套，每套驱动机构、安全机构和对接锁定机构通过机械传动轴系统连接，形成相互联系的一个整体垂直支承单元；四个吊点区的驱动机构通过同步轴系统连接，以使4套整体垂直支承单元在承船厢升降过程中同步运行；所述4套整体垂直支承单元联合作用，形成不同工况下升船机对承船厢的四点支承系统，向混凝土塔柱传递作用在承船厢上的不平衡载荷；所述承船厢组合式竖直支承系统根据升船机的运行功能要求为承船厢提供正常升降工况下的升降支承、正常对接工况下的对接支承、以及承船厢全平衡失衡工况下的失衡事故支承，同时根据升船机的运行要求和安全标准实现不同支承状态的自动转换。
2.根据权利要求1所述的一种全平衡垂直升船机的承船厢组合式竖直支承系统，其特征在于：所述根据升船机的运行要求和安全标准实现不同支承状态的自动转换，具体包括：
升降支承与对接支承状态之间的正常运行转换；升降支承状态在失衡事故条件下向失衡事故支承的转换，其所能承受的最大竖直向上不平衡载荷为承船厢水漏空引起的不平衡载荷，在数值上等于承船厢内对应于设计水深的水体重量；对接支承状态在承船厢水深相对于设计水深增减到一定程度的情况下向失衡事故支承的转换，其所能承受的最大竖直向下不平衡载荷为承船厢水满厢或对接沉船事故引起的不平衡载荷。
3.根据权利要求1所述的一种全平衡垂直升船机的承船厢组合式竖直支承系统，其特征在于：所述驱动机构包括电动机、减速器、万向联轴节、开式齿轮、齿轮托架机构、液气弹簧、机械传动轴系统、工作制动器及安全制动器；所述驱动机构由电动机通过减速器和万向联轴节驱动开式齿轮沿所述齿条升降；所述驱动机构通过机械传动轴系统与所述安全机构及对接锁定机构相连，使所述驱动机构、安全机构和对接锁定机构保持同步升降。
4.根据权利要求3所述的一种全平衡垂直升船机的承船厢组合式竖直支承系统，其特征在于：所述安全机构包括撑杆、旋转螺杆、万向联轴节、齿轮箱、滑环轴承、推力轴承和导向架；由驱动机构的机械传动轴系统传递的动力通过万向联轴节、齿轮箱、滑环轴承驱动旋转螺杆在螺母柱内空转；撑杆与承船厢结构连接，传递对接工况和事故失衡工况竖直方向的不平衡载荷，承船厢不平衡载荷通过撑杆、推力轴承和旋转螺杆向螺母柱传递；
所述对接锁定机构包括铰接柱、中心轴、上锁定块、下锁定块、预压缩弹簧和平键；所述安全机构通过万向联轴节与所述驱动机构相连；所述对接锁定机构位于所述安全机构正上方，通过所述铰接柱与所述对接锁定机构的中心轴连接，中心轴与上锁定块和下锁定块通过平键相连；所述安全机构的旋转螺杆与所述对接锁定机构中心轴、上锁定块、下锁定块在螺母柱内同步旋转。
5.根据权利要求4所述的一种全平衡垂直升船机的承船厢组合式竖直支承系统，其特征在于：承船厢正常升降工况下的升降支承由驱动机构的开式齿轮‑齿条传动副提供，承船厢不平衡载荷通过与齿轮托架机构以及齿轮齿条传动副向混凝土塔柱传递；各驱动机构齿轮‑齿条传动副在对承船厢进行竖向支承的同时，通过电动机及减速器传递的动力驱动承船厢作上下升降运动；安全机构在船厢升降过程中沿螺母柱有间隙的螺纹副空转；对接锁定机构的上锁定块和下锁定块在预压缩弹簧弹簧力作用下处于闭合状态，上锁定块和下锁定块的螺牙上下表面形成连续的旋转螺纹表面，并保持与所述螺母柱螺牙的间隙；对接支承和事故支承退出支承状态；所述齿轮托架机构使所述驱动机构能适应由混凝土塔柱结构变形以及齿条安装偏差引起的水平横向相对变位和绕铅垂轴和水平横轴的转动位移，从而保证开式齿轮和齿条的精准啮合。
6.根据权利要求5所述的一种全平衡垂直升船机的承船厢组合式竖直支承系统，其特征在于：安全机构螺纹副和对接锁定机构在旋转过程中螺纹副间隙保持恒定，需几何条件和运动学条件如下：
1）安全机构的旋转螺杆的升降速度与驱动机构开式齿轮爬升速度相等,即
vp=vs=nsps                               （1）
式中，vp为驱动机构开式齿轮转动线速度；vs为旋转螺杆升降速度；ns为旋转螺杆转速；
ps为旋转螺杆节距，为满足以上条件，安全机构螺纹副与驱动机构开式齿轮传动副应满足如下几何关系：
isps=πDp                                 （2）
式中，Dp为驱动机构开式齿轮分度圆直径；is为安全机构的旋转螺杆与开式齿轮的转速比；
2）为避免螺纹副间隙随传动误差累积而改变，开式齿轮与螺杆之间的传动比is以及驱动机构中间轴转速与减速器低速轴的传动比irs、安全机构的齿轮传动比igs均应为整数，且满足如下条件：
。
7.根据权利要求4所述的一种全平衡垂直升船机的承船厢组合式竖直支承系统，其特征在于：承船厢正常对接工况下的对接支承由对接锁定机构提供；对接支承状态下对接锁定机构带螺牙的上锁定块和下锁定块通过液压介质驱动克服预压缩弹簧弹簧力移动，消除上锁定块和下锁定块与螺母柱螺纹副间隙，与螺母柱螺牙形成螺纹接触支承副；承船厢的不平衡载荷通过安全机构撑杆、对接锁定机构铰接柱、中心轴、上锁定块和下锁定块、螺母柱传递至混凝土塔柱；由对接锁定机构中心轴端面与上锁定块和下锁定块端面所形成的上下油腔油路隔离，通过上下油腔的压力差传递承船厢不平衡载荷；对接支承状态下,安全机构的旋转螺杆螺牙与螺母柱螺牙保持一定间隙，从而使事故支承不发生作用；液气弹簧的液压油泄压，使升降支承退出；对接支承由对接锁定机构独立提供。
8.根据权利要求7所述的一种全平衡垂直升船机的承船厢组合式竖直支承系统，其特征在于：当升降过程中发生漏水事故，承船厢不平衡载荷超过升降支承的承载能力时；或对接过程发生承船厢出现满水或欠水情况，从而使承船厢不平衡载荷超过对接支承的额定锁定力时，承船厢转由安全机构和螺母柱提供失衡事故支承。
9.根据权利要求8所述的一种全平衡垂直升船机的承船厢组合式竖直支承系统，其特征在于：所述失衡事故支承的支承转换过程如下：
1）当升降过程中发生漏水事故时，由设置在驱动机构齿轮托架的载荷传感器检测到驱动机构载荷降低至设定值，升船机驱动机构停机、船厢停止升降运行；当承船厢不平衡载荷继续增加时，液气弹簧机构动作，导致齿轮托架机构构形改变，从而使承船厢相对于开式齿轮和齿条啮合点的垂直位置发生改变，承船厢向上移动，安全机构的旋转螺杆与螺母柱螺纹副减小直至消失，在此过程中，液气弹簧的载荷随着液气弹簧位移的增加而增加，直至安全机构与螺母柱之间的螺纹副接触，形成事故支承；随着漏水量的继续增加，开式齿轮和齿条的啮合力基本不增加，因而不参与对于承船厢的竖向支承；剩余不平衡载荷全部由安全机构与螺母柱螺纹接触副所组成的失衡事故支承承受，其承受的总不平衡载荷超过承船厢水体总重，从而保证承船厢水漏空事故设防条件；在此过程中，对接锁定机构的上锁定块和下锁定块被安装其内的预压缩弹簧撑开，其螺牙与螺母柱螺牙脱离接触，因而不参与升降过程漏水事故承船厢的竖直支承；
2）当对接状态承船厢不平衡载荷超过对接锁定机构额定载荷时，
在对接锁定机构由中心轴端面和上锁定块及下锁定块端面构成的上下封闭油腔的液压回路上设置的溢流阀动作，使对接锁定机构中心轴产生沿载荷方向的竖直位移，导致承船厢产生升降运动，使安全机构的旋转螺杆和螺母柱之间的螺纹副间隙减小直至消失，安全机构的旋转螺杆和螺母柱之间的螺纹接触副构成对接超载状态的承船厢失衡事故支承；
当不平衡载荷继续增加时，对接锁定机构载荷通过溢流阀溢流保持恒定而不再增加，因而不参与对于承船厢的竖向支承，剩余不平衡载荷全部通过安全机构的旋转螺杆与螺母柱螺纹接触副向混凝土塔柱传递；当承受竖直向下的不平衡载荷时，安全机构需承受对接水满厢以及对接沉船工况引起的竖直向下载荷；在此过程中，液气弹簧液压系统泄压，驱动机构不参与竖向承载；
3）安全机构的旋转螺杆和螺母柱螺纹副作为承船厢失衡事故支承时，旋转螺杆和螺母柱的螺纹副接触应满足如下自锁条件：
；
式中：α为螺纹升角；hs为螺纹节距；Dsm为螺纹中径；μ为钢构件之间的最小摩擦系数，在安全机构设计中，螺纹副的最小摩擦系数取0.1。
10.根据权利要求9所述的一种全平衡垂直升船机的承船厢组合式竖直支承系统，其特征在于：承船厢由对接支承状态向升降支承状态转换时，分步实施如下运行程序：
1）液气弹簧加压预紧，建立承船厢升降支承条件；
2）对接锁定机构退出，结束承船厢对接支承状态；
3）电动机接电，按承船厢对接支承状态的不平衡载荷的方向和大小施加电机预加力矩；
4）工作制动器和安全制动器相继松闸；
5）驱动系统投入工作，开启承船厢升降运行过程。