翻板闸门基本原理

应用最为广泛的翻板闸门即为水力自控翻板闸门，其工作原理是杠杆平衡与转动，具体来说，水力自控翻板闸门是利用水力和闸门重量相互制衡，通过增设阻尼反馈系统来达到调控水位的目的：当上游水位升高则闸门绕“横轴”逐渐开启泄流；反之，上游水位下降则闸门逐渐回关蓄水，使上游水位始终保持在设计要求的范围内。举个例子，滚轮连杆式翻板闸门是一种双支点带连杆的闸门，由面板、支腿、支墩、滚轮，连杆等部件组成，根据闸门水位的变化，依靠水力作用自动控制闸门的开启和关闭。当上游水流量加大，闸门上游水位抬高，动水压力对支点的力矩大于门重与各种阻尼对支点的力矩时，闸门自动开启到一定倾角，直到在该倾角下动水压力对支点的力矩等于门重支点的力矩，达到该流量下新的平衡。流量不变时，开启角度也不变。而当上游流量减少到一定程度，使门重对支点的力矩大于动水压力与各种阻尼对支点的力矩时，水力自控翻板闸门可自行回关到一定倾角，从而又达到该流量下新的平衡。

水力自控翻板闸门是我国水利工程技术人员历经四十多年的艰苦奋斗，研发出来并拥有完全自主知识产权的一种节能、环保型闸门。自上世纪六十年代初第一代水力自控翻板闸门诞生，先后经了横轴双支铰型、多支铰型、滚轮连杆式和滑块式水力自控型四个发展阶段。自1982年以来，第三代滚轮连杆式闸门便开始广泛应用。特别是1990年以来，广大工程技术人员刻苦钻研、反复实验，从理论到水工模型实验，再到工程实践，近几年终于设计研发出第四代新型滑块式翻板闸门。该闸门无论技术设计、生产工艺，还是使用性能，均产生了质的飞跃。

从技术角度上来讲，翻板闸门发展过程中几个明显的进步：

（1）1982年初设计的面板铅垂水流方向的双支点滚轮连杆式闸门：该种翻板闸门采用双支点带连杆方式，在实际运行过程中，能基本满足工程需要。但不容否认，这种闸门还存在一些不足，主要是在某些水力条件下容易发生小开度振动拍打现象，虽然短期内不至影响到整个闸坝的安全，但长期的小开度振动拍打会导致翻板闸门底部和固定坝的疲劳破损，以致闸坝漏水严重，直至造成整个翻板闸坝工程的破坏。另外，其初启动水位较高、而回关水位偏低，难以满足用户的使用要求。

（2）1983年下半年设计的面板向下游有一定的预倾角度的滚轮连杆式闸门：

针对面板铅垂的滚轮连杆式闸门存在的问题，作了如下几个方面的改进：

a)将翻板闸门改进成向下游预倾一个角度的型式，经过多次水工模型试验后发现，证明其能有效防止翻板闸门的小开度振动拍打现象，并使初始启门水位得以降低，关门水位得以提高；b)门下堰顶设有一个斜坡式跌落，使门下的堰型由宽顶堰改造成为梯形断面实用堰，增大了流量系数，使上游洪水位低于采用其它形式的翻板闸门的情况，减少了淹没损失；

c) 在连杆长度及支铰位置、滚轮直径方面作多次修改和调整，运行更加准确可靠。而且翻板闸门的启门水位可以根据业主要求设计为高于正常水位5~30cm之内的任一值，设计成果与实际使用的水位差值可控制在5cm以内，一般只有一、两个厘米；

d)在闸门前增设防护墩，防护墩可以有效防止上游来物撞击闸门及漂浮物堵在闸门支铰下造成破坏。

经近40年全国近30个省市实例工程的运行证明，该种面板有预倾角的滚轮连杆式翻板闸门已相当成熟可靠，具有广泛推广应用的价值。2100433B

《变配重可控水力自动定轴翻板闸门实践研究》基于“变配重可控水力自动定轴翻板闸门”发明专利，在湖南省茶陵县仁源村小溪流上兴建了仁源水闸，系统总结了该水闸的规划、设计、施工、预结算和管理等。

《变配重可控水力自动定轴翻板闸门实践研究》主要内容包括绪论、水力自动水闸发展历程，仁源水库设计、施工、预结算和管理等，重点介绍了目前仁源水闸理论计算方法，总结了整个过程存在的问题和取得的经验，提出了进一步改进研究的设想。

《变配重可控水力自动定轴翻板闸门实践研究》可供水利、环保、电力、航道等行业相关的科研、设计及管理人员学习参考，也可作为有关高等院校师生研究、学习的参考书。

前言

第1章 绪论

1．1 问题的提出

1．2 研究目标

1．3 研究意义

1．4 研究思路和方法

1．5 研究内容

第2章 水力自动闸门发展概况和存在的问题

2．1 现有水力自动闸门类型

2．2 水力自动闸门国内外研究进展

2．3 现有水力自动闸门研究方法

2．4 目前存在的问题

第3章 变配重可控水力自动定轴翻板闸门发明简介

3．1 发明内容

3．2 附图说明

3．3 具体实施方式

3．4 发明附图

3．5 已获发明专利证书

第4章 仁源水闸设计

4．1 工程概况

4．2 闸门启闭翻转设计

4．3 闸门结构强度校核

4．4 闸门结构刚度校核

4．5 闸墩结构设计

4．6 蓄水池和管道设计

4．7 水闸进出水建筑物设计

4．8 工程概预算和结算

第5章 研究结论和建议

5．1 发明创新点

5．2 本次研究新增加创新点

5．3 与其他翻板闸门比较的优点

5．4 建议

5．5 进一步改进研究设想

参考文献

后记2100433B