文 湖南省汨羅市第二中學 楊立新

友誼河橫穿湖南省汨羅市城區(qū)，是汨羅人的休閑勝地。為了不影響防洪，政府每年都要組織人員不定期地清理友誼河內(nèi)的雜物，特別是橋墩處的雜草（物），它們不但影響防洪，還對橋梁的安全構(gòu)成潛在危險。

一、設計思路

參照風力發(fā)電機的外形，采用垂直軸結(jié)構(gòu)設計，讓葉片呈水平轉(zhuǎn)動，從而不需要蝸輪蝸桿，簡化設備結(jié)構(gòu)，提高可靠性。借助水流動力，推動水平式軸葉撥叉，帶動撥叉作圓周運動，將水草等漂浮物撥離橋墩，使其順水流走。

二、制作模型

在橋墩的表面套一個圓筒，圓筒與橋墩之間用軸承固定，圓筒外部焊接可以朝一邊倒的撥叉，水流帶動圓筒朝一個方向轉(zhuǎn)動，圓筒上的撥叉會撥動沉積在橋墩處的雜草旋轉(zhuǎn)，使其流向下方。

1.模型初樣

如果撥叉支架距離橋墩近的小、撥叉葉面距離橋墩遠的一端大會出現(xiàn)什么情況？水位時高時低，怎樣及時清理水面雜物？

后來，我把撥叉葉面改為離橋墩近的大、離轉(zhuǎn)軸遠的小，這樣帶狀的雜物都能自動隨水流撥開。另外，要想讓清理裝置適應水位的變化，實現(xiàn)隨時自動清理，必須讓其隨著水位的變化而變動。

2.改進模型

在面對水流來向的橋墩上用小半邊圓筒或橢圓形底座安放撥叉，避免了原來橋墩多大就要制作多大環(huán)墩水平轉(zhuǎn)軸的龐大工程，也能適應不同大小、形狀的橋墩。

為了適應水位的漲落，在小半邊圓筒或橢圓形底座裝置底邊設計內(nèi)空的彎管，使其在空氣的作用下產(chǎn)生浮力，完成時刻清理橋墩雜物的任務。

3.再次改進模型

再次改進后的橋墩阻留雜物自動清理裝置解決了上述難題，并與綠色能源利用結(jié)合，是一項利國利民的創(chuàng)新項目。

初次設計的結(jié)構(gòu)示意圖

第二次設計的結(jié)構(gòu)示意圖

第三次設計的模型圖