[发明专利]气动浮体卧倒闸门及其最优结构尺度

摘要

本发明的一种气动浮体卧倒闸门及其最优结构尺度属设计与计算方法，涉及水利工程技术领域，通过研究浮体卧倒闸门尺度与上下游水位、水位差及门体倾角的关系，以及各因素对门体厚度影响的敏感性，从而提出确定浮体卧倒闸门门体的最优尺度的方法，研究结果认为影响浮体卧倒闸门门体厚度的主要因素为上下游水位差和门体与倾角，为相同条件下的闸门设计提供了设计依据和计算方法；可以在满足实际要求的基础上，提供可供借鉴的具体范例，可以加快水利工程的设计速度，可以提高水利工程的经济效益。

主权项

1.一种气动浮体卧倒闸门及其最优结构尺度，其特征是所述气动浮体卧倒闸门的单扇或多扇门体由带门腔的箱形封闭门体(1)通过门铰(2)安装在水下基础的底板(3)上；所述气动浮体卧倒闸门的最佳结构尺寸是在水位差是1.5～2.0m，门体的平衡角度在30°～50°度，在最高挡水位是4.0m时，门体厚度是2.6m，门体高度是8.0m、门体每延米自重是3.10吨；且门体的自重力矩加门体的潮差力矩等于浮力力矩；所述闸门门体的受力由下列方程式确定，$\left\{\begin{array}{c}W=C·D·\frac{B}{\cos \alpha }\\ l_1=a·D·\mathrm{tg\alpha }+\frac{B}{2\cos \alpha }\\ M_S=\frac{a·C·D^2·B·\sin \alpha }{{\cos }^2\alpha }+\frac{C·D·B^2}{2{\cos }^2\alpha }\end{array}\right.---\left(1\right)$ $\left\{\begin{array}{c}{P}_1=\frac{1}{2}·\gamma ·t·\frac{t}{\cos \alpha }\\ l_2=(\frac{1}{3}t+h)\frac{1}{\cos \alpha }\\ M_{P1}=\frac{1}{2{\cos }^2\alpha }(\frac{1}{3}·\gamma ·t^3+\gamma ·t^2·h)\end{array}\right.---\left(2\right)$ $\left\{\begin{array}{c}F=\gamma ·t·\frac{h}{\cos \alpha }\\ l_3=\frac{h}{2\cos \alpha }\\ M_{P2}=\frac{\gamma ·t·h^2}{2{\cos }^2\alpha }\end{array}\right.---\left(3\right)$ $\left\{\begin{array}{c}F=\frac{\gamma ·h·B}{\cos \alpha }\\ l_4=\frac{h·\mathrm{tg\alpha }}{2}+\frac{B}{2\cos \alpha }\\ M_F=\frac{\gamma ·h^2·B·\sin \alpha }{2{\cos }^2\alpha }+\frac{\gamma ·h·B^2}{2{\cos }^2\alpha }\end{array}\right.---\left(4\right)$ 其中，C为结构重量系数；B为门体厚度；D为门体平衡时垂向高度；a为门体重心位置系数；α为平衡时门体的倾斜角度；t为门两侧水位差；h为低水位水深；γ为水的比重；Ww为门体内水重；MP1、MP2为潮差力矩；MS 为门体自重力矩；MF为浮力力矩。