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摘要：橡膠壩作為現代城市河道重要的攔水裝置，對城市水系景觀起著不可替代的作用，橡膠壩自身也是整個城市水系景觀的重要組成部分，對橡膠壩表面進行清除污垢非常重要。目前，還沒有專門的清洗橡膠壩的設備，為此，從環保的角度出發，結合橡膠壩的結構特點，對橡膠壩的機械清洗方案進行設計，并簡述其工作原理，為科學合理的清洗橡膠壩設備的設計、制造起到指導、參考和借鑒的作用。
關鍵詞：機械清洗；橡膠壩；清洗方案；設計
1概述
隨著高分子合成材料工業的發展，20世紀50年代末期出現了橡膠壩這種新型的水工建筑物。美國于1957年在加利福尼亞州的洛杉磯河上修建的壩高1.5m，壩長僅6.1m，膠布總厚度為3mm的橡膠壩，是世界上第一座橡膠壩。隨后，歐洲的德國、意大利、法國、蘇聯以及亞洲的日本也都修建了橡膠壩。我國1966年在北京市右安門南護城河上建成第一座橡膠壩，設計最大壩高3.4m，壩頂長37m，壩袋采用三層錦綸帆布制成的膠布，錨固采用單線錨固，錨固件為焊接鋼板結構。隨著橡膠壩壩袋材料強度越來越高、橡膠壩袋的加工制造技術和安裝技術的成熟、以及通訊技術的成熟，橡膠壩具有結構簡單、操作靈活、簡便、施工造價成本低、使用時充脹擋水，泄洪時坍平過流，不阻水，不礙洪;既可以修建在灌溉渠道上，又可以修建在大江大河上;既可以建在山區河流，又可以建在城市平原;對于地質條件較差和含沙量較高的河流也有一定的適應能力的特點。因此，橡膠壩作為一種低水頭的擋水建筑物，具有很強的適應性。橡膠壩在國內的應用越來越多，僅僅河北省張家口市穿城而過的清水河上就有30道橡膠壩。這些橡膠壩主要是起壅水作用，每一個橡膠壩基本上有一半是外漏著，在溢流河水的水堿、泥沙和陽光的作用下，在橡膠壩外露部分的表面上形成了污垢，給城市水系景觀造成了一定影響。清理這些污垢就成了一件重要的事情。
2清洗方式介紹
目前，橡膠壩的清洗主要是人工清洗和化學清洗。人工清洗主要是操作者利用鐵鍬、墩布、鐵紗等工具在橡膠壩表面上擦除污垢，該清洗方案的特點是：操作者勞動強度大，安全風險大，清洗效率低，清洗效果差?；瘜W清洗的特點是：清洗效率高，效果好，成本低，但化學清洗劑污染環境。當前，在橡膠壩的清洗中，使用后的化學清洗劑還無法進行回收，大部分或者全部都排入了河道中，對水質造成了嚴重影響。為此，針對人工清洗和化學清洗的缺點，以及還沒有專門的機械清洗設備，特提出機械清洗的設計方案。
3清洗方案
3.1機械清洗方案一
清洗結構示意圖如圖1、圖2所示。方案一工作原理：在豎直旋轉清洗輪電機和水平旋轉清洗輪電機的驅動下，豎直旋轉清洗輪和水平旋轉清洗輪實現旋轉運動，通過旋轉運動實現對橡膠壩清洗表面的連續摩擦，即實現連續擦洗，通過上下行走輪的旋轉，帶動豎直旋轉擦洗輪和水平旋轉擦洗輪實現進給運動，當上下行走輪從橡膠壩一端走到橡膠壩另一端，則完成整個橡膠壩的清洗。該方案的特點是上下行走輪的轉速和兩個擦洗輪的轉速應匹配合理，否則會造成清洗不干凈和清洗效率低，兩個擦洗輪在軸向上各位置處的直徑大小不同，轉速相同，線速度不同，相同條件下，橡膠壩同一截面上，擦洗輪大直徑位置處的污垢被清洗掉所用的時間比擦洗輪小直徑位置處的污垢被清除所用的時間更少，為保證清洗質量，行走輪的轉速需要按照清洗輪的最小直徑和轉速來匹配；清洗輪轉速越高，清洗效率越高。一次完整行程就可以將橡膠壩清洗干凈。
3.2機械清洗方案二
清洗結構示意圖如圖3、圖4所示。方案二工作原理：清洗刷和橡膠壩表面直接接觸，當行走輪向前滾動時，帶動擦洗刷移動，擦洗刷和橡膠壩表面產生相對運動和摩擦，實現對橡膠壩表面的擦洗，當行走輪從橡膠壩一端走到橡膠壩另一端，則完成了整個橡膠壩的清洗。該方案的特點是清洗效率取決于行走輪的轉速和清洗刷的寬度，轉速越高且清洗刷的寬度越大，清洗效率就越高，但清洗刷的寬度越寬，清洗的阻力就越大，清洗刷的寬度應與行走輪電機的動力和行走輪的直徑相匹配。一次完整的行程不一定能將橡膠壩清洗干凈，若不能，需要根據實際情況選擇進行完整行程的次數。
4結論
從環保的角度出發，結合目前急需專門的機械清洗橡膠壩的設備，設計了機械清洗橡膠壩的2種方案，并對其工作原理做了簡要的闡述。為環保的機械清洗橡膠壩設備的設計、制造提供了具有現實意義的指導、參考、借鑒作用。
參考文獻：
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[3]周雅文，徐寶財，韓富.中國工業清洗技術應用現狀與發展趨勢[J].中國洗滌用品工業，2010(l):33-36.
作者：郭亞楠 馬曉欣 閆小軍 單位：張家口市清水河河務管理處 河北建筑工程學院
