CN105961224A - 固定网箱用拼装式水泥墩锚系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固定网箱用拼装式水泥墩锚系统，锚固系统由一个主水泥沉坨、四个次水泥沉坨、横向连接底板、纵向连接底板、四个肋板拼装而成；主水泥沉坨与次水泥沉坨均为竖向中心轴处带预留孔的正方体；横向连接底板与纵向连接底板拼装成十字交叉状底板结构，主水泥沉坨组装在十字交叉中心轴线处，四个次水泥沉坨分别组装在横向连接底板与纵向连接底板的端部。所提的锚固系统整体重量大，拼装组成的十字交叉体系外围尺寸大，质量分布均匀，抗倾覆能力强，能适应随机方向上的风浪作用，能适应各类海床地质条件，在海上施工时间非常短，能提供较大的锚固力。

Description

固定网箱用拼装式水泥墩锚系统

技术领域

本发明涉及用于海水养殖网箱的锚固系统，更具体地，涉及一种应用于固定网箱的拼装式水泥墩锚系统。

背景技术

锚固系统是海上养殖网箱在水中的根基，起到固定、系泊网箱系统的作用。在恶劣天气情况下，网箱因锚泊系统失效而被风浪损毁、漂移、击沉，给海上网箱养殖产业带来严重破坏。如受2011年第17号强台风“纳沙”和第19号台风“尼格”的袭击，海南省深水网箱养殖业遭到毁灭性打击，损失惨重，全省2601口深水网箱中损坏2050口，其中约70%的受灾深水网箱因被台风破坏固定系统而被吹走，约30%的受灾深水网箱被风浪损毁或击沉，损失产量2.1万吨，直接经济损失7.63亿元。

通常，单箱直系式多点锚泊系统使用6锚点，4箱组合直系式多点阵列式锚泊使用8~12锚点。但在实际抗风浪作用中，源于风向的不确定性，发挥作用的只有正向锚，即迎风一面的锚，通常正向锚只有2~3个。

水泥墩锚主要依靠水泥墩的自重力来平衡锚绳垂直与水平方向的拉力，价格适中，在养殖网箱的固定使用中较常见。常见的水泥墩锚体积1.5m³，重量3.75吨。在恶劣天气情况下，水泥墩锚有可能无法承担锚链传递过来的过大拉力而发生走锚现象。具体地，水泥墩锚的失效型式有：水泥墩锚与海床之间的摩擦力小于缆绳拉力的水平分量而发生水平移动；水泥墩锚受到较大的缆绳拉力发生倾覆而翻滚移动；或是水平移动与翻滚移动的随机组合移动。

可见，选用水泥墩锚作为锚固系统时，传统的水泥墩锚存在使用数量多、布置分散、发挥作用不一致、单个锚点总体质量偏小、极端条件下容易发生走锚现象等局限性，难以应付作用于养殖网箱上的随机风浪，在恶劣天气情况下难以有效固定网箱系统。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足，提供了一种固定网箱用拼装式水泥墩锚系统，由四个次水泥沉坨与一个主水泥沉坨组成、抗倾覆能力强、整体重量大的拼装式水泥锚，以提供较大的锚固力。

本发明的技术解决方案是：

固定网箱用拼装式水泥墩锚系统，包括一个主水泥沉坨1、四个次水泥沉坨2，主水泥沉坨1、四个次水泥沉坨2均为竖向中心轴处带预留孔10的正方体；横向连接底板3与纵向连接底板4组成十字交叉状底板结构，主水泥沉坨1放置于十字交叉状底板结构的中心轴线处，四个次水泥沉坨2分别放置于横向连接底板3、纵向连接底板4的两端；主吊钩6分别穿过主水泥沉坨1的预留孔10、横向连接底板3与纵向连接底板4交叉中心轴线处的预留孔，主吊钩6下端的螺栓孔12安装有螺栓9实现固定；次吊钩7分别穿过次水泥沉坨4的预留孔10、横向连接底板3或纵向连接底板4端部的预留孔、肋板5上的预留孔，次吊钩7下端的螺栓孔12安装有螺栓9实现固定；两个相邻的横向连接底板3与纵向连接底板4端部连接有肋板5，以提高拼装的整体性与有效性。

所述的主水泥沉坨1、次水泥沉坨2均为正方体，且竖向中心轴处分别设置预留孔10，供拼装时主吊钩6、次吊钩7穿过。

所述的主水泥沉坨1、次水泥沉坨2的四个侧面分别均匀对称设置吊环8，供吊装使用。

所述的主水泥沉坨1的体积或边长大于次水泥沉坨2的体积或边长。

所述的横向连接底板3、纵向连接底板4、肋板5、主吊钩6与次吊钩7均为铁质材料制作，纵向连接底板4为一块平直铁质板材，其中心轴处、两端部分别设置预留孔；横向连接底板3为一块中间局部凹陷的铁质板材，其中心轴处、两端部分别设置预留孔；横向连接底板3的中间局部凹陷的范围略大于纵向连接底板4的宽度，凹陷的深度与纵向连接底板4厚度相同；横向连接底板3与纵向连接底板4的板材宽度、厚度、长度均相同；肋板5为平直板材，其宽度与厚度均小于横向连接底板3与纵向连接底板4。

所述的肋板5为两端部分别设置预留孔，两预留孔与十字交叉连接底板两相邻端部预留孔相对应，主水泥沉坨1、次水泥沉坨2内的预留孔10与横向连接底板3、纵向连接底板4、肋板5上的预留孔大小相同。

所述的主吊钩6的主体为实心圆柱体，一端设置系缚部11，另一端设置螺栓孔12，供螺栓9组装时穿过，次吊钩7的主体为实心圆柱体，一端设置系缚部11，另一端设置螺栓孔12，供螺栓9组装时穿过，主吊钩6、次吊钩7的实心圆柱体的直径均小于主水泥沉坨1、次水泥沉坨2内预留孔10的直径，方便拼装时穿越。

所述的主吊钩6的长度与强度均应比较大，锚固系统工作时网箱锚链的端部系泊在主吊钩6的系缚部11上。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、所提的锚固系统整体由一个主水泥沉坨1与四个次水泥沉坨2通过铁质板材拼装而成，把各个重量较小、方便运输与吊装的构件累加、拼装成一个重量较大的锚固系统整体，能提供较大的锚固力。

2、拼装组成的十字交叉体系外围尺寸大，质量分布均匀，抗倾覆能力强，能适应随机方向上的风浪作用。

3、所提的锚固系统能适用于淤泥、沙泥质软质海床，也能适用于砂砾、软岩、硬岩等硬质海底，并且能适应一定坡度的海床(一般小于10°)，适用范围较广。

4、所提的锚固系统可在岸上或船上预先拼装，运至指定海运吊装下沉即可，施工简单、速度快，对施工精度要求不高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明未安装主水泥沉坨、次水泥沉坨的拼装结构示意图。

图3为本发明未安装主水泥沉坨、次水泥沉坨的拼装结构仰视图。

图4为本发明主水泥沉坨的结构示意图。

图5为本发明主吊钩的结构示意图。

其中，附图标记说明：1、主水泥沉坨；2、次水泥沉坨；3、横向连接底板；4、纵向连接底板；5、肋板；6、主吊钩；7、次吊钩；8、吊环；9、螺栓；10、预留孔；11、系缚部；12、螺栓孔。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1~图3所示：固定网箱用拼装式水泥墩锚系统，包括一个主水泥沉坨1、四个次水泥沉坨2，主水泥沉坨1、四个次水泥沉坨2均为竖向中心轴处带预留孔10的正方体；横向连接底板3与纵向连接底板4组成十字交叉状底板结构，主水泥沉坨1放置于十字交叉状底板结构的中心轴线处，四个次水泥沉坨2分别放置于横向连接底板3、纵向连接底板4的两端；主吊钩6分别穿过主水泥沉坨1的预留孔10、横向连接底板3与纵向连接底板4交叉中心轴线处的预留孔，主吊钩6下端的螺栓孔12安装有螺栓9实现固定；次吊钩7分别穿过次水泥沉坨4的预留孔10、横向连接底板3或纵向连接底板4端部的预留孔、肋板5上的预留孔，次吊钩7下端的螺栓孔12安装有螺栓9实现固定；两个相邻的横向连接底板3与纵向连接底板4端部连接有肋板5，以提高拼装的整体性与有效性。

主水泥沉坨1、次水泥沉坨2均为正方体，且竖向中心轴处分别设置预留孔10，供拼装时主吊钩6、次吊钩7穿过。主水泥沉坨1、次水泥沉坨2的四个侧面分别均匀对称设置吊环8，供吊装使用。主水泥沉坨1的体积或边长大于次水泥沉坨2的体积或边长。横向连接底板3、纵向连接底板4、肋板5、主吊钩6与次吊钩7均为铁质材料制作，纵向连接底板4为一块平直铁质板材，其中心轴处、两端部分别设置预留孔；横向连接底板3为一块中间局部凹陷的铁质板材，其中心轴处、两端部分别设置预留孔；横向连接底板3的中间局部凹陷的范围略大于纵向连接底板4的宽度，凹陷的深度与纵向连接底板4厚度相同；横向连接底板3与纵向连接底板4的板材宽度、厚度、长度均相同；肋板5为平直板材，其宽度与厚度均小于横向连接底板3与纵向连接底板4。肋板5为两端部分别设置预留孔，两预留孔与十字交叉连接底板两相邻端部预留孔相对应，主水泥沉坨1、次水泥沉坨2内的预留孔10与横向连接底板3、纵向连接底板4、肋板5上的预留孔大小相同。主吊钩6的主体为实心圆柱体，一端设置系缚部11，另一端设置螺栓孔12，供螺栓9组装时穿过，次吊钩7的主体为实心圆柱体，一端设置系缚部11，另一端设置螺栓孔12，供螺栓9组装时穿过，主吊钩6、次吊钩7的实心圆柱体的直径均小于主水泥沉坨1、次水泥沉坨2内预留孔10的直径，方便拼装时穿越。主吊钩6的长度与强度均应比较大，锚固系统工作时网箱锚链的端部系泊在主吊钩6的系缚部11上。

传统的水泥墩锚体积与质量有限，难以提供较大的锚固力。若通过增大单个水泥墩锚体积的办法来提高水泥墩锚的锚固力，则给预制、施工、运输、吊装带来很大不便，难以运用。于是采取“化整为零”的思路，可通过多个构件叠加、拼装成重量较大的锚固系统。而各个构件的体积与质量较小，采用常规方法便能预制、运输与吊装。这便是拼装式锚固系统的思路。

所述的主水泥沉坨1与次水泥沉坨2，均为钢筋混凝土预制而成，各个构件的体积与质量相对较小，方便预制、运输与吊装，故拼装过程无需特殊的运输与起重设备。

所述的固定网箱用拼装式水泥墩锚系统，横向连接底板3与纵向连接底板4拼装形成的十字交叉状底板结构，是整个锚固系统的核心传力结构体系，其结构稳定、外围尺寸大，整个系统的惯性矩大、抗倾覆能力强。作用于主吊钩6上部系缚部11上的随机系泊力，通过十字交叉状底板结构传递给各个端部的次水泥沉坨2，各水泥沉坨之间形成相互依赖、相互协作、共同抵御外力的有机整体。

所述的固定网箱用拼装式水泥墩锚系统，系泊力相当于作用在整个十字交叉状结构的中心轴上，由于对称性此时锚固系统的锚固能力最强，且惯性矩在360°方向上基本相同，能适应随机方向上的风浪作用。由于整个锚固系统的对称性，施工过程中对锚固系统的具体摆放方位无要求，方便快速施工。

所述的肋板5起加固整体的作用，防止拼装形成的十字交叉体系出现错位、倾斜、纠缠现象，确保十字交叉体系在拼装、吊装、接触海床及后续工作状态中维持原状。

所述的主吊钩6与次吊钩7的实心圆柱体的直径，均小于主水泥沉坨1与次水泥沉坨2体内预留孔洞10以及横向连接底板3、纵向连接底板4、肋板5上各预留孔的直径，这是为了方便拼装施工。拼装成整体后，各个拼装点实际上存在晃动、摇摆、松动现象，相当于是“铰接”而不是“固接”，但这并不影响整个系统的锚固性能。

所述的固定网箱用拼装式水泥墩锚系统，能适用于淤泥、沙泥质软质海床。整个锚固系统置于软质海床后，重力作用使得十字交叉体系中的横向连接底板3、纵向连接底板4、肋板5下沉、陷入一定深度的海床中。部分淤泥、砂土覆 盖、掩埋十字交叉体系，显然这部分泥沙将有助于阻止整个锚固系统的水平移动与倾覆移动，对提高锚固系统的锚固力有正面作用。即使整个锚固系统在软质海床中产生不均匀沉降，出现一定的倾斜，只要倾斜角度在一定可控范围内(一般小于10°)，对惯性矩较大的锚固系统来说，也难以使其产生倾覆，故对锚固力的影响也不大。

所述的固定网箱用拼装式水泥墩锚系统，能适用于砂砾、软岩、硬岩等硬质海底。虽然硬质海床表面凸凹不平，难以与锚固系统十字交叉状底板结构充分接触，但由于整个锚固系统重量较大且质量分布均匀，锚固系统底部与硬质海床之间的摩擦力较大，能提供较大的锚固力。所提的锚固系统甚至能适用于具有一定坡度的硬质海床(一般小于10°)，因为整个锚固系统惯性矩较大、质量分布均匀，难以产生倾覆破坏。可见，所提的锚固系统适用范围较广。

本发明在海上施工过程如下：锚固系统提前在岸上或运输船舶上拼装完成；运至指定海域后，需要多个起重设备共5个吊钩，一个吊钩挂在主吊钩6的系缚部11上，其余4个吊钩分别挂在四个次吊钩7的系缚部11上，调整姿势使整体均匀、平稳地起吊直立于预定海面上，缓慢下降至海水中，直至十字交叉状底板结构平稳接触海底，解开各吊钩即完成施工。固定网箱锚链的端部系在主吊钩6的系缚部11上。可见，本锚固系统施工简便，在海上施工时间非常短，对施工精度要求不高。

本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.固定网箱用拼装式水泥墩锚系统，其特征在于，包括一个主水泥沉坨、四个次水泥沉坨，主水泥沉坨、四个次水泥沉坨均为竖向中心轴处带预留孔的正方体；横向连接底板与纵向连接底板组成十字交叉状底板结构，主水泥沉坨放置于十字交叉状底板结构的中心轴线处，四个次水泥沉坨分别放置于横向连接底板、纵向连接底板的两端；主吊钩分别穿过主水泥沉坨的预留孔、横向连接底板与纵向连接底板交叉中心轴线处的预留孔，主吊钩下端的螺栓孔安装有螺栓实现固定；次吊钩分别穿过次水泥沉坨的预留孔、横向连接底板或纵向连接底板端部的预留孔、肋板上的预留孔，次吊钩下端的螺栓孔安装有螺栓实现固定；两个相邻的横向连接底板与纵向连接底板端部连接有肋板。

2.根据权利要求1所述的固定网箱用拼装式水泥墩锚系统，其特征在于，所述的主水泥沉坨、次水泥沉坨均为正方体，且竖向中心轴处分别设置预留孔，供拼装时主吊钩、次吊钩穿过。

3.根据权利要求1所述的固定网箱用拼装式水泥墩锚系统，其特征在于，所述的主水泥沉坨、次水泥沉坨的四个侧面分别均匀对称设置吊环，供吊装使用。

4.根据权利要求1所述的固定网箱用拼装式水泥墩锚系统，其特征在于，所述的主水泥沉坨的体积或边长大于次水泥沉坨的体积或边长。

5.根据权利要求1所述的固定网箱用拼装式水泥墩锚系统，其特征在于，所述的横向连接底板、纵向连接底板、肋板、主吊钩与次吊钩均为铁质材料制作，纵向连接底板为一块平直铁质板材，其中心轴处、两端部分别设置预留孔；横向连接底板为一块中间局部凹陷的铁质板材，其中心轴处、两端部分别设置预留孔；横向连接底板的中间局部凹陷的范围略大于纵向连接底板的宽度，凹陷的深度与纵向连接底板厚度相同；横向连接底板与纵向连接底板的板材宽度、厚度、长度均相同；肋板为平直板材，其宽度与厚度均小于横向连接底板与纵向连接底板。

6.根据权利要求1所述的固定网箱用拼装式水泥墩锚系统，其特征在于，所述的肋板为两端部分别设置预留孔，两预留孔与十字交叉连接底板两相邻端部预留孔相对应，主水泥沉坨、次水泥沉坨内的预留孔与横向连接底板、纵向连接底板、肋板上的预留孔大小相同。

7.根据权利要求1所述的固定网箱用拼装式水泥墩锚系统，其特征在于，所述的主吊钩的主体为实心圆柱体，一端设置系缚部，另一端设置螺栓孔，供螺栓组装时穿过，次吊钩的主体为实心圆柱体，一端设置系缚部，另一端设置螺栓孔，供螺栓组装时穿过，主吊钩、次吊钩的实心圆柱体的直径均小于主水泥沉坨、次水泥沉坨内预留孔的直径，方便拼装时穿越。

8.根据权利要求1所述的固定网箱用拼装式水泥墩锚系统，其特征在于，所述的主吊钩的长度与强度均应比较大，锚固系统工作时网箱锚链的端部系泊在主吊钩的系缚部上。