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一種鋼樁外品字形分布水泥墩的網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ)的制作方法

文檔序號(hào):11490831閱讀:341來(lái)源:國(guó)知局
一種鋼樁外品字形分布水泥墩的網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ)的制造方法與工藝

本實(shí)用新型涉及海水養(yǎng)殖網(wǎng)箱的錨固系統(tǒng),更具體地,涉及一種鋼樁外品字形分布水泥墩的網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ)。



背景技術(shù):

我國(guó)沿海年均遭受數(shù)個(gè)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的襲擊,臺(tái)風(fēng)路徑影響范圍內(nèi)的海水網(wǎng)箱損毀嚴(yán)重,導(dǎo)致海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)在一定程度上處于“靠天吃飯”的狀態(tài)。錨固系統(tǒng)是海上養(yǎng)殖網(wǎng)箱在水中的根基,起到固定、系泊網(wǎng)箱系統(tǒng)的作用。錨固系統(tǒng)在惡劣天氣下的失效會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)箱直接損毀。如在2014年的超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“威馬遜”(最大風(fēng)力17級(jí))、“海鷗”(最大風(fēng)力13級(jí))及2015年的超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“燦鴻”(最大風(fēng)力16級(jí))、“蘇迪羅”(最大風(fēng)力17級(jí))襲擊下,海南省的深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖業(yè)相繼遭到毀滅性的打擊、損失慘重,其中大部分受災(zāi)深水網(wǎng)箱是因錨固基礎(chǔ)破壞而被吹走損毀的。雖然錨固基礎(chǔ)的造價(jià)占整個(gè)網(wǎng)箱系統(tǒng)總價(jià)的比重不大,但其失效后導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)箱系統(tǒng)全軍覆沒,具有控制網(wǎng)箱全局穩(wěn)定的重要作用。

目前,國(guó)內(nèi)海水網(wǎng)箱錨泊基礎(chǔ)主要有三種方式:鐵錨、木樁錨和水泥墩錨。其中鐵錨借鑒于船舶的錨泊方法,錨體使用鑄造件,錨泊力與錨體重量成正比,要獲得足夠的錨泊力需加大投資,重量較大的鐵錨需專用工作船才能作業(yè),且難以準(zhǔn)確定位,優(yōu)點(diǎn)是能用于海底較為復(fù)雜的海域;木樁錨價(jià)格相對(duì)便宜,一般要求木樁樁徑大于40 cm、入土深度超過(guò)4.5 m、錨繩與水平海床夾角不大于17°,但其存在施工質(zhì)量難以保證和木樁容易腐蝕的缺點(diǎn),適合于水深較淺且為泥沙底質(zhì)的海域;水泥墩錨價(jià)格適中,錨泊力與水泥墩重量成正比,水泥墩底部與海床之間的吸附作用力有限,在惡劣海況下容易發(fā)生走錨現(xiàn)象,適合于沙泥或沙質(zhì)底質(zhì)的海域。

結(jié)合錨固基礎(chǔ)的制作、運(yùn)輸、施工、造價(jià)、錨固效果等綜合因素可知,水泥墩錨是網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ)中較受歡迎的基礎(chǔ)形式之一。但傳統(tǒng)的水泥墩錨存在使用數(shù)量多、布置分散、發(fā)揮作用不一致、單個(gè)錨點(diǎn)總體質(zhì)量偏小、惡劣海況下容易發(fā)生走錨現(xiàn)象等局限性,尚有待改進(jìn)??梢?,有必要根據(jù)不同地質(zhì)條件與錨泊力需求對(duì)包括水泥墩錨在內(nèi)的傳統(tǒng)錨固基礎(chǔ)進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題的不足,本實(shí)用新型的目的是提供一種鋼樁外品字形分布水泥墩的網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ),其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,施工方便,抗傾覆能力強(qiáng),能提供較大的錨固力。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:

鋼樁外品字形分布水泥墩的網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ),其特征在于,包括鋼樁、連系支架與水泥墩,鋼樁中上部設(shè)有托板;所述的連系支架對(duì)稱軸處設(shè)有與鋼樁相配合的套管,連系支架上端面設(shè)有三根以套管為中心呈品字形分布的定位柱;水泥墩中部設(shè)有預(yù)留孔;工作時(shí)待連系支架的套管套入鋼樁后,鋼樁打入海床,三個(gè)水泥墩通過(guò)預(yù)留孔套在連系支架上的三個(gè)定位柱上,三個(gè)水泥墩通過(guò)連系支架與鋼樁組裝構(gòu)成網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ)。

所述的鋼樁外品字形分布水泥墩的網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ),其特征在于,所述的鋼樁為空心鋼樁,底部為錐狀樁尖,中上部設(shè)有圓形托板,圓形托板下端面與鋼樁連接處設(shè)有梯形加筋板,鋼樁的靠近頂部設(shè)有系泊孔。

所述的鋼樁外品字形分布水泥墩的網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ),其特征在于,所述的連系支架整體沿中心軸對(duì)稱分布,其主體為三根相互夾角為120o的鋼梁,三根鋼梁之間設(shè)有肋板,中部對(duì)稱軸位置處設(shè)有套管,套管與鋼梁交接處設(shè)有三角形加筋板,在各鋼質(zhì)橫梁兩端附近設(shè)有翼板,翼板與鋼質(zhì)橫梁在水平面內(nèi)相互垂直,各鋼梁與肋板交界處上端面設(shè)有吊環(huán)一,在翼板與鋼質(zhì)橫梁交點(diǎn)處設(shè)有縱向的定位柱,定位柱為鋼管,定位柱的上部設(shè)有施工孔。

所述的鋼樁外品字形分布水泥墩的網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ),其特征在于,所述的連系支架上的套管內(nèi)徑大于鋼樁的外徑。

所述的鋼樁外品字形分布水泥墩的網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ),其特征在于,所述的連系支架上翼板的長(zhǎng)度與水泥墩的長(zhǎng)度相同。

所述的鋼樁外品字形分布水泥墩的網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ),其特征在于,所述的定位柱上的施工孔到其底部的距離,大于水泥墩的高度。

所述的鋼樁外品字形分布水泥墩的網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ),其特征在于,所述的水泥墩為塊體狀,長(zhǎng)度與寬度相同、高度小于寬度,水泥墩的四個(gè)側(cè)面上設(shè)有兩兩對(duì)稱分布的四個(gè)吊環(huán)二。

所述的鋼樁外品字形分布水泥墩的網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ),其特征在于,所述的水泥墩中部設(shè)有貫穿的預(yù)留孔,其孔徑大于簡(jiǎn)易繩索穿越、系縛施工孔后的總體直徑。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下優(yōu)點(diǎn):

1、本實(shí)用新型鋼樁打入海床至設(shè)計(jì)深度后,其能承受較大的水平荷載;水泥墩具有較大的重量,其能承受較大的豎向荷載。將水泥墩與鋼樁組合后,能充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì),能抵抗水平荷載與豎向荷載隨機(jī)組合的風(fēng)浪作用;

2、本實(shí)用新型三個(gè)水泥墩對(duì)稱地分布于鋼樁四周,使整體具有較大的抗傾覆剛度,能提供較大的錨泊力;

3、本實(shí)用新型適用于淤泥、沙泥質(zhì)軟質(zhì)海床,也能適用于砂礫、軟巖、硬巖等硬質(zhì)海底,適用范圍較廣。

附圖說(shuō)明:

圖1為本實(shí)用新型的鋼樁結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的連系支架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型的水泥墩結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實(shí)用新型的鋼樁與連系支架組裝后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實(shí)用新型的立體圖。

圖6為本實(shí)用新型的仰視立體圖。

圖7為本實(shí)用新型與網(wǎng)箱連接的使用狀態(tài)圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明:

1、錐狀樁尖;2、鋼樁;3、梯形加筋板;4、圓形托板;5、系泊孔;6、連系支架;7、肋板;8、翼板;9、定位柱;10、套管;11、三角形加筋板;12、吊環(huán)一;13、施工孔;14、水泥墩;15、吊環(huán)二;16、預(yù)留孔;17、錨鏈;18、網(wǎng)箱。

具體實(shí)施方式:

參見附圖:

一種三個(gè)水泥墩均勻分布于鋼樁周邊的組裝式網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ),包括鋼樁2、連系支架6與水泥墩14,鋼樁2的中上部帶有圓形托板4,連系支架6對(duì)稱軸處設(shè)有套管10,水泥墩14中部設(shè)有貫穿的預(yù)留孔16,待連系支架6的套管10套住鋼樁2后,把鋼樁2打入海床設(shè)計(jì)深度,再把三個(gè)水泥墩14通過(guò)預(yù)留孔16套住連系支架6上的三個(gè)定位柱9上,使三個(gè)水泥墩14通過(guò)連系支架6與鋼樁2組裝構(gòu)成錨固基礎(chǔ),共同為網(wǎng)箱提供錨泊力。

鋼樁2為空心鋼樁,底部為錐狀樁尖1,樁尖錐角一般為10o~30o,使鋼樁較為容易的貫入海床;鋼樁2的中上部設(shè)有圓形托板4,圓形托板4的平面與鋼樁的軸線相互垂直;圓形托板4與鋼樁連接處均勻、對(duì)稱地設(shè)有六塊梯形加筋板3,確保圓形托板4受到較大荷載后不發(fā)生屈曲與失效;鋼樁2的頂部設(shè)有系泊孔5,供系泊網(wǎng)箱的錨鏈?zhǔn)褂?;在打樁過(guò)程中,可用繩索基于系泊孔5對(duì)作鋼樁2進(jìn)行起吊作業(yè);也可設(shè)置多個(gè)系泊孔5,方便施工使用。

鋼樁2的入土深度為錐狀樁尖1至圓形托板4之間的距離;可根據(jù)不同的海床地質(zhì)條件與錨泊力需求,設(shè)計(jì)相應(yīng)的鋼樁2的入土深度。

連系支架6整體沿中心軸對(duì)稱分布,其主體為三根相互夾角為120o的鋼梁,三根鋼梁之間設(shè)有肋板7,中部對(duì)稱軸位置處設(shè)有套管10,套管10的內(nèi)徑大于鋼樁2的外徑,方便連系支架6與鋼樁2的套住連接;套管10與鋼梁交接處設(shè)有三角形加筋板11;在各鋼質(zhì)橫梁兩端附近設(shè)有翼板8,翼板8與鋼質(zhì)橫梁在水平面內(nèi)相互垂直,翼板8的長(zhǎng)度與水泥墩14的長(zhǎng)度相同;各鋼梁上均勻、對(duì)稱設(shè)有吊環(huán)12,在翼板8與鋼質(zhì)橫梁交點(diǎn)處設(shè)有縱向垂直的定位柱9,定位柱9采用鋼管,定位柱9的上部設(shè)有施工孔13。

水泥墩14為塊體狀,長(zhǎng)度與寬度相同,且高度小于寬度,這樣使水泥墩14的重心較低,不容易發(fā)生傾覆;水泥墩14的四個(gè)側(cè)面設(shè)有兩兩對(duì)稱分布的四個(gè)吊環(huán)15,供水泥墩14的搬運(yùn)、起吊使用;水泥墩14中部的預(yù)留孔16,其孔徑大于簡(jiǎn)易繩索穿越、系縛施工孔13后的總體直徑。

鋼樁2、連系支架6的各部件均為鋼質(zhì)或鐵質(zhì)材料,各部件通過(guò)焊接連接成整體;鋼樁2、連系支架6各部件及整體的強(qiáng)度,應(yīng)能承擔(dān)各類工況下錨鏈傳遞過(guò)來(lái)的錨泊力而不發(fā)生屈曲與失效。

鋼樁2上系泊孔5到圓形托板4的距離,大于套管10的高度;系泊孔5到樁頂?shù)木嚯x,應(yīng)滿足錨鏈作用下鋼樁應(yīng)力集中的需要,即系泊孔5在錨泊力作用下不能發(fā)生屈曲與失效。

連系支架6上施工孔13到定位柱9底部的距離,大于水泥墩14的高度;一般地,施工孔13到定位柱9底部的距離應(yīng)為水泥墩14高度的兩倍以上。

具體施工過(guò)程,詳細(xì)描述如下:

1)、鋼樁貫入海床

先將連系支架6上的空心套管10套入鋼樁2的上部,再將錨鏈17的一端穿過(guò)鋼樁2上的系泊孔5并鎖定、固定,在岸上或船上預(yù)先完成錨鏈17與鋼樁2的連接;連系支架6上三個(gè)施工孔13上綁定施工輔助鐵絲,可為沉樁過(guò)程中調(diào)整連系支架6的姿態(tài)。利用輔助設(shè)備將鋼樁2打入至預(yù)定海域海床中;鋼樁2的入土深度為錐狀樁尖1至圓形托板4之間的距離。

施工時(shí),可設(shè)計(jì)、加工一個(gè)前段帶榫的鋼質(zhì)輔助桿件,把榫插入鋼樁上部的空心內(nèi)部,并使用簡(jiǎn)易繩索或工程膠水使輔助桿件與鋼樁2連為一體,同時(shí)基于錨鏈17與輔助桿件把鋼樁2垂直的立于預(yù)定海床,通過(guò)錘擊輔助桿件把鋼樁2貫入海床中;鋼樁2被貫入至設(shè)計(jì)深度后,旋轉(zhuǎn)、扭動(dòng)輔助桿件,破壞之前的簡(jiǎn)易繩索或工程膠水,拔出輔助桿件即完成鋼樁2的沉貫作業(yè)。

網(wǎng)箱主要依靠錨固基礎(chǔ)提供錨泊力,而對(duì)錨固基礎(chǔ)的變形無(wú)特別要求,若鋼樁2沉貫過(guò)程中發(fā)生幅度較小的傾斜,其對(duì)錨固作用的正常發(fā)揮影響較小。

2)、沉放水泥墩

將各施工孔13上綁定的施工輔助鐵絲分別穿過(guò)水泥墩14上的預(yù)留孔16,基于水泥墩14上的四個(gè)吊環(huán)15,將水泥墩14平穩(wěn)起吊,拉緊施工輔助鐵絲并調(diào)整水泥墩14的姿態(tài),使施工輔助鐵絲呈鉛垂線狀,水泥墩14沿著鉛垂線狀的施工輔助鐵絲下放至海水中,直至三個(gè)水泥墩14均接觸海床。

施工時(shí)使施工輔助鐵絲呈鉛垂線狀,是為了使水泥墩14能垂直的下沉套住定位柱9,施工輔助鐵絲起到引導(dǎo)、定位與糾正水泥墩14下沉方向的作用。

3)、錨固基礎(chǔ)姿態(tài)校核

檢查水泥墩14的沉放姿態(tài),需確認(rèn)水泥墩14是否成功套住定位柱9;若發(fā)現(xiàn)水泥墩14未套住定位柱9時(shí),需再次拉起水泥墩14進(jìn)行修正作業(yè),直至確認(rèn)原先系泊施工輔助鐵絲的施工孔13已高出水泥墩14的頂面時(shí),即完成網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ)的施工作業(yè);由于前期錨鏈17已與系泊孔5相連,故不需再派潛水員進(jìn)行水下系泊作業(yè)。

本實(shí)用新型鋼樁能承受較大的水平荷載,水泥墩能承受較大的豎向荷載,把水泥墩與鋼樁組合后,充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì),可使網(wǎng)箱能承受較大的隨機(jī)風(fēng)浪荷載;三個(gè)水泥墩對(duì)稱地分布于鋼樁四周,使整體具有較大的抗傾覆剛度,能提供較大的錨泊力;所提的錨固系統(tǒng)能適用于淤泥、沙泥質(zhì)軟質(zhì)海床,也能適用于砂礫、軟巖、硬巖等硬質(zhì)海底,適用范圍較廣。

本實(shí)用新型不局限于上述具體實(shí)施方式,根據(jù)上述內(nèi)容,按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段,在不脫離本實(shí)用新型上述基本技術(shù)思想前提下,本實(shí)用新型還可以做出其它多種形式的等效修改、替換或變更,均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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