5.2 工作原理
无动力弧形闸的启闭方式和常规弧形闸一样，上转开闸、下转关闸。不同之处在于闸门的迎水面附有一个肚体，而在转轴Q的另一端有一个与之相对称的囊体。开闸和关闸是以对于转轴Q的正、负力矩抗衡的结果实现的。如图5.1所示的方位，当正力矩小于负力矩时为开闸；反之为关闸。造成正、负力矩孰大孰小变化的根源是肚体和囊体的泄水与充水。肚体泄水，即产生浮力；囊体充水，即增加重量。这浮力和重量分别使得肚体和囊体的负力矩逐增，及至大于闸门端重量的正力矩时，闸门就渐渐地上升起来，即为开闸，如图5.2和图5.3所示。
当肚体进水，减少浮力；囊体泄水，减轻重量，致使肚体和囊体的负力矩逐减，及至小于闸门端的重量的正力矩时，闸门就渐渐地下降，即为关闸，如图5.1所示。
图5.1 无动力弧形水闸的关闸横剖面示意图
1—进囊口；2—进囊门；3—进肚口；4—肚体；5—凸头；6—拉簧；7—进肚门；8—连板；9—出肚门；10—捅板；11—闸门；12—控板；13—转轴；14—工作桥；15—下环；16—上环；17—操控杆；18—铰车；19—肚绳；20—囊绳；21—拉簧；22—囊体；23—出囊口；24—出囊门；25—出肚口
转轴位于最高水位时闸门拦水高度的1/3处，此时闸门上承受水压力的合力的作用线穿过转轴，因此水压力对于转轴的力矩为零。水位下降，水压力造成的力矩为正值，它使得关闸更加趋向稳定。
图5.2 无动力弧形水闸的初开横剖面示意图
1—进囊门；2—连板；3—凸头；4—肚体；5—拉簧；6—捅板；7—出肚门；8—控板；9—囊绳；10—肚绳；11—拉簧；12—囊体
下面取用简单的数字，对上述原理作进一步的描述。例如：
当肚体端和囊体端的重量力矩抗衡时，闸门全关，此时有：
图5.3 无动力弧形水闸的全开横剖面示意图
1—进囊口；2—进肚口；3—出肚口；4—出囊口；5—出囊门
当肚体在泄空后得到浮力时，闸门始开，此时有：(https://www.daowen.com)
当囊体在充满水后把闸门端提离水面时，闸门全开，此时有：
式中 A——肚体端的重量的力矩，为4t·m；
B——肚体内的水泄空后浮力的力矩，为－3t·m；
C——囊体端的重量的力矩，为－2t·m；
D——囊体充足水增加重量的力矩，为－3t·m。
实际上式（5.2）和式（5.3）的状况是连续发生的，是不可分的。在囊体充满水后，肚体端势必超越水面；反之，在关闸时，囊体内残留的水势必会冲开进入囊门倒流干净。
开闸时间约0.5min；关闸时间约2min。这与诸口的大小有关：出囊口为5cm2（圆形）；出肚口、进肚口和进囊口均为50cm2（条形）。
