CN106818579A - 一种对称翼型网箱浮管框架的装配式构造和建造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对称翼型网箱浮管框架的装配式构造和建造方法，该装配式构造由翼梢构件(1)、翼尾构件(2)和两根翼侧构件(3)组成；其中，所述翼梢构件(1)设有弧形金属管(11)和两块金属法兰(12)；所述翼尾构件(2)设有V形管(21)和材质与所述V形管(21)相同的两块连接法兰(22)；所述翼侧构件(3)设有HDPE直管(31)和两块HDPE法兰(32)。本发明的装配式构造能够建造形成高精度的对称翼型外轮廓，其符合对称翼型网箱浮管框架的单点系泊使用特点，具有建造成本低的优点；本发明的建造方法具有建造精度高、速度快的优点。

Description

一种对称翼型网箱浮管框架的装配式构造和建造方法

技术领域

本发明涉及一种对称翼型网箱浮管框架的装配式构造和建造方法。

背景技术

如图1和图2所示，中国发明专利CN201510014514.7公开了一种具有对称翼型剖面的网箱系统，该网箱系统设有横截面为对称翼型的对称翼型网箱浮管框架1，使得系挂在对称翼型网箱浮管框架1之下的网衣适应性的形成了横截面为对称翼型的养殖空间；并且，该网箱系统将对称翼型网箱浮管框架1的前缘位置1a作为绑系系泊缆索2的框架系泊点，以形成单点系泊系统，使得对称翼型网箱浮管框架1的前部管段及对应该前部管段的网衣前部在网箱系统的稳定状态下能够成为迎流面，因此能够有效的减小网箱系统在稳定状态下的迎流面积，从而减小网箱系统对水流的阻力；由此，带来了网衣容积损失率降低、系泊点结构安全性提高和网箱的框架系统在环境载荷、锚泊线水动力、锚泊系统与系泊浮体即浮管框架之间的动力响应性能提高的效果。由此可知，对称翼型网箱浮管框架1的对称翼型形状在上述网箱系统所能实现的技术效果中起到至关重要的作用。

上述对称翼型网箱浮管框架1为中国水产科学研究院南海水产研究所新近研发出来的新型网箱浮管框架，而国内外长期以来应用的均为方形或圆形，其中方形网箱浮管框架直接将HDPE管材用连接件连接即可成型，而圆形网箱浮管框架则采用以下工艺方法进行建造：由于市场上的HDPE成品管材的长度一般为10.5m，而圆形网箱浮管框架一般采用的规格为周长40m、50m、60m、80m、120m等，因此需要先将将多根管径、壁厚的HDPE成品管材对焊连接成为一根符合圆形网箱浮管框架周长要求的HDPE管；再通过弯曲该HDPE管，并将该HDPE管的首尾管口对焊连接，由于HDPE管是由相同管径、壁厚的HDPE成品管材焊接组成的，即HDPE管的材料属性是均匀的，组成HDPE管的每一根HDPE成品管材的弯曲曲率是相同的，所以，HDPE管弯曲并首尾管口对焊连接后将形成圆形的浮管框架。

现有技术中，建造上述中国发明专利CN201510014514.7所公开的对称翼型网箱浮管框架存在以下问题：

第一，由于对称翼型网箱浮管框架具有的对称翼型外轮廓，其曲率是连续变化的，因此无法采用上述圆形网箱浮管框架的建造工艺方法用单一规格的HDPE管材进行建造；而如果在上述圆形网箱浮管框架的建造工艺方法的基础上，采用多种规格的HDPE管材进行建造以形成对称翼型外轮廓，则存在工艺难以实现、且建造难度极大、成本高的问题。

第二，由于对称翼型网箱浮管框架在其中线L(见图2)方向上的长度越大、垂直于中线L方向上的宽度越小，则对称翼型网箱浮管框架的迎流面积越小、网箱系统对水流的阻力也随之减小，也即对称翼型网箱浮管框架的效果越好；但是，对称翼型网箱浮管框架的这种长度和宽度变化也带来了其前缘位置1a附近的前部管段的曲率随之越大的问题，该曲率将超过HDPE管材在弹性范围内的弯曲曲率临界值，使得位于前部管段的HDPE管材为对称翼型网箱浮管框架带来安全隐患。

第三，由于对称翼型网箱浮管框架需要配合单点系泊系统才能达到其效果的最优化，由此使得作为框架系泊点的对称翼型网箱浮管框架的前缘位置不仅需要常年遭受系泊绳的系固应力、而且在高海况时还需要承载高强突变载荷，这对HDPE材料的抗蠕变性能与抗弯曲性能是个严峻的考验，通过历年台风对网箱浮管框架的破坏弯折、断裂情况分析，HDPE管材对于抵御系固点处集中载荷的能力尚不足；而且，对称翼型网箱浮管框架的V形尾部也形成了过大的应力集中点而极易损坏。

第五，由于用于深水养殖的网箱浮管框架的周长一般在40m至120m之间，其尺寸较大，而对称翼型网箱浮管框架又是曲率连续变化的弧形构造，使得对称翼型网箱浮管框架的建造精度难以得到保障。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种对称翼型网箱浮管框架的装配式构造和建造方法。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种对称翼型网箱浮管框架的装配式构造，所述对称翼型网箱浮管框架具有对称翼型外轮廓，其特征在于：

所述的装配式构造由翼梢构件、翼尾构件和两根翼侧构件组成；其中，所述翼梢构件设有弧形金属管和两块金属法兰，所述两块金属法兰的内端面分别连接在所述弧形金属管的左部管口上和右部管口上；所述翼尾构件设有V形管和材质与所述V形管相同的两块连接法兰，所述两块连接法兰的内端面分别连接在所述V形管的左部管口上和右部管口上；所述翼侧构件设有HDPE直管和两块HDPE法兰，所述两块HDPE法兰的内端面分别连接在所述HDPE直管的两端管口；

所述翼梢构件和翼尾构件的凸起方向反向布置，其中一根所述翼侧构件的其中一块所述HDPE法兰连接位于所述弧形金属管左部管口的金属法兰、另一块所述HDPE法兰连接位于所述V形管左部管口的连接法兰，另一根所述翼侧构件的其中一块所述HDPE法兰连接位于所述弧形金属管右部管口的金属法兰、另一块所述HDPE法兰连接位于所述V形管右部管口的连接法兰；其中，所述HDPE法兰与金属法兰、所述HDPE法兰与连接法兰均通过穿过它们的法兰孔的螺栓和螺母实现连接，且相连接的所述HDPE法兰与金属法兰的外端面相紧贴，相连接的所述HDPE法兰与连接法兰的外端面相紧贴；

所述翼梢构件位于其两个端部最末尾位置的曲率在临界曲率以下，所述临界曲率为所述HDPE直管处于弹性范围内的最大弯曲曲率，以及，所述HDPE直管的外径与管壁厚度比值在17以下，且所述两根HDPE直管的长度与所述翼梢构件和翼尾构件相配合，使得：所述两根HDPE直管均在所述翼梢构件和翼尾构件的作用力之下弯曲成向外凸出的弧形，即所述翼梢构件、翼尾构件和两根翼侧构件连接形成所述对称翼型外轮廓。

为了提高装配式构造的装配精度和装配效率，作为本发明的优选实施方式：所述两根翼侧构件的规格相同，所述弧形金属管的左部与右部相对称，所述两块金属法兰的外端面均垂直于所述弧形金属管的轴线；所述V形管的左部与右部相对称，所述两块连接法兰的外端面分别垂直于所述V形管的左部轴线和右部轴线；所述两块HDPE法兰的外端面均垂直于所述HDPE直管的轴线；所述弧形金属管和V形管的对称轴重合于所述对称翼型网箱浮管框架的中线，且所述翼梢构件经过所述称翼型网箱浮管框架的中线的部位作为所述对称翼型网箱浮管框架在单点系泊系统中的系泊点。

为了避免任意一根构件漏水而导致整个对称翼型网箱浮管框架的内腔进水，作为本发明的优选实施方式：所述金属法兰、连接法兰和HDPE法兰均未设有中心通孔，即所述弧形金属管的左部管口和右部管口均被连接在其上的金属法兰封闭，所述V形管的左部管口和右部管口均被连接在其上的连接法兰封闭，所述HDPE直管的两端管口均被连接在其上的HDPE法兰封闭；所述翼梢构件的两块金属法兰所在位置即为所述翼梢构件的两个端部最末尾位置。

为了降低金属翼梢对对称翼型网箱浮管框架的浮力影响，并为了避免任意一根构件漏水而导致整个对称翼型网箱浮管框架的内腔进水，作为本发明的优选实施方式：所述金属法兰和连接法兰均未设有中心通孔，即所述弧形金属管的左部管口和右部管口均被连接在其上的金属法兰封闭，所述V形管的左部管口和右部管口均被连接在其上的连接法兰封闭；所述HDPE法兰设有连通所述HDPE直管内腔的中心通孔；

所述翼梢构件还设有两根金属定形管，所述两根金属定形管的内端部分别连接在所述两块金属法兰的外端面，且所述两根金属定形管的轴线延伸方向均延续所述弧形金属管的轴线延伸方向作为所述对称翼型外轮廓延伸方向的一部分，所述两根金属定形管的外端部最末尾位置即为所述翼梢构件的两个端部最末尾位置；

所述翼梢构件的两根金属定形管分别通过相应HDPE法兰的中心通孔嵌入所述两根HDPE直管的内腔中，使得所述两根HDPE直管被嵌入所述金属定形管的部分能够分别沿所述两根金属定形管的轴线延伸方向弯曲。

为了最大限度减小对称翼型网箱浮管框架受到的水流阻力，作为本发明的优选实施方式：所述弧形金属管、V形管和HDPE直管均外径均匀且相等，且所述弧形金属管、V形管和HDPE直管的轴线相连形成所述对称翼型外轮廓。

为了能够减小部分采用金属材料对对称翼型网箱浮管框架的影响，并最大限度减小对称翼型网箱浮管框架受到的水流阻力，作为本发明的优选实施方式：所述弧形金属管由中间大径管体、左部变径管体、左部小径管体、右部变径管体和右部小径管体构成，所述中间大径管体的左端口通过所述左部变径管体连接所述左部小径管体、右端口通过所述右部变径管体连接所述右部小径管体；所述中间大径管体的外径大于所述左部小径管体的外径和右部小径管体的外径，所述左部小径管体、右部小径管体、V形管和HDPE直管均外径均匀且相等；并且，所述弧形金属管、V形管和HDPE直管的轴线相连形成所述对称翼型外轮廓。

为了提高对称翼型网箱浮管框架的可靠性、装配便捷性和精度，作为发明的优选实施方式：所述的翼侧构件设有多根HDPE管段并对应每一根所述HDPE管段设有两块所述HDPE法兰组成；每一个所述HDPE法兰均未设有中心通孔，每一根所述HDPE管段的两端管口均分别与对应两块所述HDPE法兰的内端面连接并被连接在其上的HDPE法兰封闭，每一块所述HDPE法兰的外端面均垂直于其对应的HDPE管段的轴线；各根所述HDPE管段共轴排列，且相连两根所述HDPE管段由连接在它们管口上的所述HDPE法兰相连接，相连接的两块所述HDPE法兰通过穿过它们的法兰孔的螺栓和螺母实现连接；各根所述HDPE管段与除位于最外两侧的HDPE法兰之外的其余HDPE法兰连接而成的管体即所述HDPE直管。

作为发明的优选实施方式：所述翼梢构件一体铸造成型或者由所述弧形金属管和两块金属法兰焊接而成；所述翼尾构件由HDPE材料一体注塑成型且所述V形管的内腔中设有加强筋或者由采用HDPE材料的V形管和两块连接法兰通过热熔焊接工艺连接而成，或者，所述翼尾构件由金属材料一体铸造成型或者由金属材料制成的所述V形管和两块连接法兰焊接而成。

一种对称翼型网箱浮管框架的建造方法，其特征在于：所述的建造方法包括：

步骤一、预先制备翼梢构件、翼尾构件和两根翼侧构件；

其中，所述翼梢构件设有弧形金属管和两块金属法兰，所述两块金属法兰的内端面分别连接在所述弧形金属管的左部管口上和右部管口上；所述翼尾构件设有V形管和材质与所述V形管相同的两块连接法兰，所述两块连接法兰的内端面分别连接在所述V形管的左部管口上和右部管口上；所述翼侧构件设有HDPE直管和两块HDPE法兰，所述两块HDPE法兰的内端面分别连接在所述HDPE直管的两端管口；

步骤二、先将所述翼梢构件和翼尾构件的凸起方向反向布置，再将其中一根所述翼侧构件的其中一块所述HDPE法兰连接位于所述弧形金属管左部管口的金属法兰、另一块所述HDPE法兰连接位于所述V形管左部管口的连接法兰，并将另一根所述翼侧构件的其中一块所述HDPE法兰连接位于所述弧形金属管右部管口的金属法兰、另一块所述HDPE法兰连接位于所述V形管右部管口的连接法兰；

其中，所述HDPE法兰与金属法兰、所述HDPE法兰与连接法兰均通过穿过它们的法兰孔的螺栓和螺母实现连接，且相连接的所述HDPE法兰与金属法兰的外端面相紧贴，相连接的所述HDPE法兰与连接法兰的外端面相紧贴；

在所述步骤一中，选取所述翼梢构件位于其两个端部最末尾位置的曲率为在临界曲率以下，所述临界曲率为所述HDPE直管处于弹性范围内的最大弯曲曲率，以及，选取所述HDPE直管的外径与管壁厚度比值为在17以下，且选取所述两根HDPE直管的长度与所述翼梢构件和翼尾构件相配合，即能够在完成所述步骤二后使得：所述两根HDPE直管均在所述翼梢构件和翼尾构件的作用力之下弯曲成向外凸出的弧形，即所述翼梢构件、翼尾构件和两根翼侧构件连接形成所述对称翼型外轮廓。

作为发明的优选实施方式：

所述金属法兰和连接法兰均未设有中心通孔，即所述弧形金属管的左部管口和右部管口均被连接在其上的金属法兰封闭，所述V形管的左部管口和右部管口均被连接在其上的连接法兰封闭；所述HDPE法兰设有连通所述HDPE直管内腔的中心通孔；

所述翼梢构件还设有两根金属定形管，所述两根金属定形管的内端部分别连接在所述两块金属法兰的外端面，且所述两根金属定形管的轴线延伸方向均延续所述弧形金属管的轴线延伸方向作为所述对称翼型外轮廓延伸方向的一部分，所述两根金属定形管的外端部最末尾位置即为所述翼梢构件的两个端部最末尾位置；

所述步骤二中，还将所述翼梢构件的两根金属定形管分别通过相应HDPE法兰的中心通孔嵌入所述两根HDPE直管的内腔中，使得所述两根HDPE直管被嵌入所述金属定形管的部分能够分别沿所述两根金属定形管的轴线延伸方向弯曲。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

第一，本发明的装配式构造由翼梢构件、翼尾构件和两根翼侧构件组成，翼梢构件和翼尾构件能够在工厂中预制成型以确保它们分别契合于对称翼型外轮廓的弧形翼梢部形状和V形翼尾部形状，而由于翼梢构件位于其两个端部最末尾位置的曲率在临界曲率以下，配合翼侧构件采用了外径与管壁厚度比值在17以下的HDPE直管，使得两根翼侧构件的HDPE直管分别在翼梢构件和翼尾构件的作用力之下弯曲成契合于对称翼型外轮廓的中部形状的向外凸出的弧形，因此，针对HDPE管材的材料特性，本发明的装配式构造能够建造形成高精度的对称翼型外轮廓；

并且，本发明的装配式构造通过法兰连接的方式实现翼梢构件、翼尾构件和两根翼侧构件之间的连接，该连接方式的连接精度高，确保了装配式构造建造形成对称翼型外轮廓的精度；

而且，翼梢构件采用金属材料预制成型，以承受对称翼型网箱浮管框架作为框架系泊点的弧形翼梢部位的高强载荷和常年应力，翼尾构件采用HDPE材料或金属材料预制成型，以承受对称翼型网箱浮管框架的V形翼尾部位的应力集中，避免了对称翼型网箱浮管框架的弧形翼梢部位和V形翼尾部位容易损坏的问题，因此，本发明的装配式构造符合对称翼型网箱浮管框架的单点系泊使用特点；

另外，两根翼侧构件的HDPE直管作为对称翼型网箱浮管框架周长占比最大的部分，能够采用市场上已在销售的单一规格成品HDPE管材，使得本发明的装配式构造的建造成本得以降低；

综上所述，本发明的装配式构造能够建造形成高精度的对称翼型外轮廓，其符合对称翼型网箱浮管框架的单点系泊使用特点，具有建造成本低的优点。

第二，参见图4和图5，本发明采用“弧形金属管11的左部管口和右部管口均被连接在其上的金属法兰12封闭，V形管21的左部管口和右部管口均被连接在其上的连接法兰22封闭，HDPE直管31的两端管口均被连接在其上的HDPE法兰32封闭”的方案，能够避免任意一根构件漏水而导致整个对称翼型网箱浮管框架的内腔进水。

第三，参见图6和图7，本发明采用“翼梢构件1设有两根金属定形管13”的方案，能够降低金属翼梢对对称翼型网箱浮管框架的浮力影响，并避免任意一根构件漏水而导致整个对称翼型网箱浮管框架的内腔进水。

第四，参见图8和图9，本发明采用“弧形金属管11由中间大径管体111、左部变径管体112、左部小径管体113、右部变径管体114和右部小径管体115构成”的方案，能够减小部分采用金属材料对对称翼型网箱浮管框架的影响，并最大限度减小对称翼型网箱浮管框架受到的水流阻力。

第五，参见图10，本发明采用“翼侧构件3设有多根HDPE管段311并对应每一根HDPE管段311设有两块HDPE法兰32”的方案，能够提高对称翼型网箱浮管框架的可靠性、装配便捷性和精度。

第六，本发明的建造方法将翼梢构件、翼尾构件和两根翼侧构件在工厂中预先制备，在对称翼型网箱浮管框架的建造现场仅需用扳手完成法兰之间的连接即可，避免了一线作业人员采用现有的热熔焊接工艺的高强度劳作，因此，本发明的建造方法具有建造精度高、速度快的优点，其能够在环境复杂的建造现场实施，实现了模块化生产、简单化施工。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

图1为中国发明专利CN201510014514.7的网箱系统的主视结构示意图；

图2为图1所示网箱系统中对称翼型网箱浮管框架的俯视结构示意图；

图3为本发明实施例一的装配式构造的俯视结构示意图；

图4为图3的A部剖视图；

图5为图3的B部剖视图；

图6为本发明实施例二的装配式构造中翼梢构件1与翼侧构件3带有透视效果的连接结构示意图；

图7为图6的A部剖视图；

图8为本发明实施例三的装配式构造中翼梢构件1与翼侧构件3的连接结构示意图；

图9为本发明实施例四的装配式构造中翼梢构件1与翼侧构件3带有透视效果的连接结构示意图；

图10为本发明实施例五的装配式构造中翼侧构件3的剖视结构示意图。

具体实施方式

实施例一

如图3至图5所示，本发明实施例一的对称翼型网箱浮管框架的装配式构造，由翼梢构件1、翼尾构件2和两根翼侧构件3组成；其中，翼梢构件1设有弧形金属管11和两块金属法兰12，弧形金属管11的左部与右部相对称，两块金属法兰12的内端面分别连接在弧形金属管11的左部管口上和右部管口上、外端面均垂直于弧形金属管11的轴线；翼尾构件2设有V形管21和材质与V形管21相同的两块连接法兰22，V形管21的左部与右部相对称，两块连接法兰22的内端面分别连接在V形管21的左部管口上和右部管口上、外端面分别垂直于V形管21的左部轴线和右部轴线；翼侧构件3设有HDPE直管31和两块HDPE法兰32，两块HDPE法兰32的内端面分别连接在HDPE直管31的两端管口、外端面均垂直于HDPE直管31的轴线。

上述翼梢构件1和翼尾构件2的凸起方向反向布置，其中一根翼侧构件3的其中一块HDPE法兰32连接位于弧形金属管11左部管口的金属法兰12、另一块HDPE法兰32连接位于V形管21左部管口的连接法兰22，另一根翼侧构件3的其中一块HDPE法兰32连接位于弧形金属管11右部管口的金属法兰12、另一块HDPE法兰32连接位于V形管21右部管口的连接法兰22；其中，HDPE法兰32与金属法兰12、HDPE法兰32与连接法兰22均通过穿过它们的法兰孔的螺栓4和螺母5实现连接，且相连接的HDPE法兰32与金属法兰12的外端面相紧贴，相连接的HDPE法兰32与连接法兰22的外端面相紧贴；

上述翼梢构件1位于其两个端部最末尾位置的曲率在临界曲率以下，临界曲率为HDPE直管31处于弹性范围内的最大弯曲曲率，例如外径在250mm至315mm之间的HDPE直管31，临界曲率取值为2π/40m^-1，以及，HDPE直管31的外径与管壁厚度比值在17以下，且两根HDPE直管31的长度与翼梢构件1和翼尾构件2相配合，使得：两根HDPE直管31均在翼梢构件1和翼尾构件2的作用力之下弯曲成向外凸出的弧形，即翼梢构件1、翼尾构件2和两根翼侧构件3连接形成对称翼型外轮廓，其中，弧形金属管11和V形管21的对称轴重合于对称翼型网箱浮管框架的中线L，且翼梢构件1经过称翼型网箱浮管框架的中线L的部位作为对称翼型网箱浮管框架在单点系泊系统中的系泊点。

上述金属法兰12、连接法兰22和HDPE法兰32均未设有中心通孔，即弧形金属管11的左部管口和右部管口均被连接在其上的金属法兰12封闭，V形管21的左部管口和右部管口均被连接在其上的连接法兰22封闭，HDPE直管31的两端管口均被连接在其上的HDPE法兰32封闭；翼梢构件1的两块金属法兰12所在位置即为翼梢构件1的两个端部最末尾位置。从而，在对称翼型网箱浮管框架的任意一根构件漏水时，即能够避免导致整个对称翼型网箱浮管框架的内腔进水。

其中，上述翼梢构件1一体铸造成型或者由弧形金属管11和两块金属法兰12焊接而成；翼尾构件2由HDPE材料一体注塑成型且V形管21的内腔中设有加强筋或者由采用HDPE材料的V形管21和两块连接法兰22通过热熔焊接工艺连接而成，或者，翼尾构件2由金属材料一体铸造成型或者由金属材料制成的V形管21和两块连接法兰22焊接而成。前述的金属管可以是镀锌钢管、无缝钢管、不锈钢钢管、铝合金管等，其可以在工厂进行预制，并以消除内应力的方式预先进行内应力消除，防腐工艺严格采用已经成熟且通用的防腐防锈措施进行。

优选的：上述弧形金属管11、V形管21和HDPE直管31均外径均匀且相等，且弧形金属管11、V形管21和HDPE直管31的轴线相连形成对称翼型外轮廓。从而，能够最大限度减小对称翼型网箱浮管框架受到的水流阻力。

本发明实施例一的对称翼型网箱浮管框架的建造方法，采用本实施例一的装配式构造，其包括：

步骤一、预先制备翼梢构件1、翼尾构件2和两根翼侧构件3；

其中，翼梢构件1设有弧形金属管11和两块金属法兰12，两块金属法兰12的内端面分别连接在弧形金属管11的左部管口上和右部管口上；翼尾构件2设有V形管21和材质与V形管21相同的两块连接法兰22，两块连接法兰22的内端面分别连接在V形管21的左部管口上和右部管口上；翼侧构件3设有HDPE直管31和两块HDPE法兰32，两块HDPE法兰32的内端面分别连接在HDPE直管31的两端管口；

步骤二、先将翼梢构件1和翼尾构件2的凸起方向反向布置，再将其中一根翼侧构件3的其中一块HDPE法兰32连接位于弧形金属管11左部管口的金属法兰12、另一块HDPE法兰32连接位于V形管21左部管口的连接法兰22，并将另一根翼侧构件3的其中一块HDPE法兰32连接位于弧形金属管11右部管口的金属法兰12、另一块HDPE法兰32连接位于V形管21右部管口的连接法兰22；为了降低连接难度，应优先将翼梢构件1和两根翼侧构件3进行连接，再将两根翼侧构件3与翼尾构件2进行连接。

其中，HDPE法兰32与金属法兰12、HDPE法兰32与连接法兰22均通过穿过它们的法兰孔的螺栓4和螺母5实现连接，且相连接的HDPE法兰32与金属法兰12的外端面相紧贴，相连接的HDPE法兰32与连接法兰22的外端面相紧贴；

在步骤一中，选取翼梢构件1位于其两个端部最末尾位置的曲率为在临界曲率以下，临界曲率为HDPE直管31处于弹性范围内的最大弯曲曲率，以及，选取HDPE直管31的外径与管壁厚度比值为在17以下，且选取两根HDPE直管31的长度与翼梢构件1和翼尾构件2相配合，即能够在完成步骤二后使得：两根HDPE直管31均在翼梢构件1和翼尾构件2的作用力之下弯曲成向外凸出的弧形，即翼梢构件1、翼尾构件2和两根翼侧构件3连接形成对称翼型外轮廓。

实施例二

如图6和图7所示，本发明实施例二的装配式构造与实施例一基本相同，它们的区别在于本发明实施例二采用以下结构：

金属法兰12和连接法兰22均未设有中心通孔，即弧形金属管11的左部管口和右部管口均被连接在其上的金属法兰12封闭，V形管21的左部管口和右部管口均被连接在其上的连接法兰22封闭；HDPE法兰32设有连通HDPE直管31内腔的中心通孔；

翼梢构件1还设有两根金属定形管13，两根金属定形管13的内端部分别连接在两块金属法兰12的外端面，且两根金属定形管13的轴线延伸方向均延续弧形金属管11的轴线延伸方向作为对称翼型外轮廓延伸方向的一部分，两根金属定形管13的外端部最末尾位置即为翼梢构件1的两个端部最末尾位置；其中，金属定形管13的外端部可以是封闭的可以是开口的，如果金属定形管13的外端部封闭，则可以在HDPE直管31进水时通过金属定形管13提供一定的浮力，从而减小进水的影响。

翼梢构件1的两根金属定形管13分别通过相应HDPE法兰32的中心通孔嵌入两根HDPE直管31的内腔中，使得两根HDPE直管31被嵌入金属定形管13的部分能够分别沿两根金属定形管13的轴线延伸方向弯曲。

从而，本发明实施例二即能够降低金属翼梢对对称翼型网箱浮管框架的浮力影响，并避免任意一根构件漏水而导致整个对称翼型网箱浮管框架的内腔进水。

本发明实施例二的对称翼型网箱浮管框架的建造方法，采用本实施例二的装配式构造，其与本发明实施例一的建造方法基本相同，它们的区别在于本实施例二的建造方法还包括：

在步骤二中，还将翼梢构件1的两根金属定形管13分别通过相应HDPE法兰32的中心通孔嵌入两根HDPE直管31的内腔中，使得两根HDPE直管31被嵌入金属定形管13的部分能够分别沿两根金属定形管13的轴线延伸方向弯曲。

实施例三

如图8所示，本发明实施例三的装配式构造与实施例一基本相同，它们的区别在于本发明实施例三采用以下结构：

弧形金属管11由中间大径管体111、左部变径管体112、左部小径管体113、右部变径管体114和右部小径管体115构成，中间大径管体111的左端口通过左部变径管体112连接左部小径管体113、右端口通过右部变径管体114连接右部小径管体115；中间大径管体111的外径大于左部小径管体113的外径和右部小径管体115的外径，左部小径管体113、右部小径管体115、V形管21和HDPE直管31均外径均匀且相等；并且，弧形金属管11、V形管21和HDPE直管31的轴线相连形成对称翼型外轮廓。

从而，本发明实施例三能够减小部分采用金属材料对对称翼型网箱浮管框架的影响，并最大限度减小对称翼型网箱浮管框架受到的水流阻力。

另外，在保证强度的前提下，还可以通过减小弧形金属管11的壁厚来提高对称翼型网箱浮管框架的浮力。

实施例四

如图9所示，本发明实施例四的装配式构造与实施例二基本相同，它们的区别在于本发明实施例四采用以下结构：

弧形金属管11由中间大径管体111、左部变径管体112、左部小径管体113、右部变径管体114和右部小径管体115构成，中间大径管体111的左端口通过左部变径管体112连接左部小径管体113、右端口通过右部变径管体114连接右部小径管体115；中间大径管体111的外径大于左部小径管体113的外径和右部小径管体115的外径，左部小径管体113、右部小径管体115、V形管21和HDPE直管31均外径均匀且相等；并且，弧形金属管11、V形管21和HDPE直管31的轴线相连形成对称翼型外轮廓。

从而，本发明实施例四能够减小部分采用金属材料对对称翼型网箱浮管框架的影响，并最大限度减小对称翼型网箱浮管框架受到的水流阻力。

另外，在保证强度的前提下，还可以通过减小弧形金属管11的壁厚来提高对称翼型网箱浮管框架的浮力。

实施例五

如图10所示，本发明实施例五的装配式构造能够在实施例一至实施例四中的任意一个实施例的基础上作出以下改进：

翼侧构件3设有多根HDPE管段311并对应每一根HDPE管段311设有两块HDPE法兰32；每一个HDPE法兰32均未设有中心通孔，每一根HDPE管段311的两端管口均分别与对应两块HDPE法兰32的内端面连接并被连接在其上的HDPE法兰32封闭，每一块HDPE法兰32的外端面均垂直于其对应的HDPE管段311的轴线；各根HDPE管段311共轴排列，且相连两根HDPE管段311由连接在它们管口上的HDPE法兰32相连接，相连接的两块HDPE法兰32通过穿过它们的法兰孔的螺栓4和螺母5实现连接；各根HDPE管段311与除位于最外两侧的HDPE法兰32之外的其余HDPE法兰32连接而成的管体即HDPE直管31。

从而，本发明实施例五能够提高对称翼型网箱浮管框架的可靠性、装配便捷性和精度。

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中。例如：也可以由多根HDPE管段311直接热熔焊接成HDPE直管31，但上述实施例五的连接精度相较于这种方式要更高、且操作更为方便；又如：弧形金属管11、V形管21和HDPE直管31的内腔中可以通过预先发泡或者放置泡沫填充物，以此确保对称翼型网箱浮管框架的浮力。

Claims (10)

1.一种对称翼型网箱浮管框架的装配式构造，所述对称翼型网箱浮管框架具有对称翼型外轮廓，其特征在于：

所述的装配式构造由翼梢构件(1)、翼尾构件(2)和两根翼侧构件(3)组成；其中，所述翼梢构件(1)设有弧形金属管(11)和两块金属法兰(12)，所述两块金属法兰(12)的内端面分别连接在所述弧形金属管(11)的左部管口上和右部管口上；所述翼尾构件(2)设有V形管(21)和材质与所述V形管(21)相同的两块连接法兰(22)，所述两块连接法兰(22)的内端面分别连接在所述V形管(21)的左部管口上和右部管口上；所述翼侧构件(3)设有HDPE直管(31)和两块HDPE法兰(32)，所述两块HDPE法兰(32)的内端面分别连接在所述HDPE直管(31)的两端管口；

所述翼梢构件(1)和翼尾构件(2)的凸起方向反向布置，其中一根所述翼侧构件(3)的其中一块所述HDPE法兰(32)连接位于所述弧形金属管(11)左部管口的金属法兰(12)、另一块所述HDPE法兰(32)连接位于所述V形管(21)左部管口的连接法兰(22)，另一根所述翼侧构件(3)的其中一块所述HDPE法兰(32)连接位于所述弧形金属管(11)右部管口的金属法兰(12)、另一块所述HDPE法兰(32)连接位于所述V形管(21)右部管口的连接法兰(22)；其中，所述HDPE法兰(32)与金属法兰(12)、所述HDPE法兰(32)与连接法兰(22)均通过穿过它们的法兰孔的螺栓(4)和螺母(5)实现连接，且相连接的所述HDPE法兰(32)与金属法兰(12)的外端面相紧贴，相连接的所述HDPE法兰(32)与连接法兰(22)的外端面相紧贴；

所述翼梢构件(1)位于其两个端部最末尾位置的曲率在临界曲率以下，所述临界曲率为所述HDPE直管(31)处于弹性范围内的最大弯曲曲率，以及，所述HDPE直管(31)的外径与管壁厚度比值在17以下，且所述两根HDPE直管(31)的长度与所述翼梢构件(1)和翼尾构件(2)相配合，使得：所述两根HDPE直管(31)均在所述翼梢构件(1)和翼尾构件(2)的作用力之下弯曲成向外凸出的弧形，即所述翼梢构件(1)、翼尾构件(2)和两根翼侧构件(3)连接形成所述对称翼型外轮廓。

2.根据权利要求1所述的装配式构造，其特征在于：所述两根翼侧构件(3)的规格相同，所述弧形金属管(11)的左部与右部相对称，所述两块金属法兰(12)的外端面均垂直于所述弧形金属管(11)的轴线；所述V形管(21)的左部与右部相对称，所述两块连接法兰(22)的外端面分别垂直于所述V形管(21)的左部轴线和右部轴线；所述两块HDPE法兰(32)的外端面均垂直于所述HDPE直管(31)的轴线；所述弧形金属管(11)和V形管(21)的对称轴重合于所述对称翼型网箱浮管框架的中线(L)，且所述翼梢构件(1)经过所述称翼型网箱浮管框架的中线(L)的部位作为所述对称翼型网箱浮管框架在单点系泊系统中的系泊点。

3.根据权利要求1所述的装配式构造，其特征在于：所述金属法兰(12)、连接法兰(22)和HDPE法兰(32)均未设有中心通孔，即所述弧形金属管(11)的左部管口和右部管口均被连接在其上的金属法兰(12)封闭，所述V形管(21)的左部管口和右部管口均被连接在其上的连接法兰(22)封闭，所述HDPE直管(31)的两端管口均被连接在其上的HDPE法兰(32)封闭；所述翼梢构件(1)的两块金属法兰(12)所在位置即为所述翼梢构件(1)的两个端部最末尾位置。

4.根据权利要求1所述的装配式构造，其特征在于：所述金属法兰(12)和连接法兰(22)均未设有中心通孔，即所述弧形金属管(11)的左部管口和右部管口均被连接在其上的金属法兰(12)封闭，所述V形管(21)的左部管口和右部管口均被连接在其上的连接法兰(22)封闭；所述HDPE法兰(32)设有连通所述HDPE直管(31)内腔的中心通孔；

所述翼梢构件(1)还设有两根金属定形管(13)，所述两根金属定形管(13)的内端部分别连接在所述两块金属法兰(12)的外端面，且所述两根金属定形管(13)的轴线延伸方向均延续所述弧形金属管(11)的轴线延伸方向作为所述对称翼型外轮廓延伸方向的一部分，所述两根金属定形管(13)的外端部最末尾位置即为所述翼梢构件(1)的两个端部最末尾位置；

所述翼梢构件(1)的两根金属定形管(13)分别通过相应HDPE法兰(32)的中心通孔嵌入所述两根HDPE直管(31)的内腔中，使得所述两根HDPE直管(31)被嵌入所述金属定形管(13)的部分能够分别沿所述两根金属定形管(13)的轴线延伸方向弯曲。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的装配式构造，其特征在于：所述弧形金属管(11)、V形管(21)和HDPE直管(31)均外径均匀且相等，且所述弧形金属管(11)、V形管(21)和HDPE直管(31)的轴线相连形成所述对称翼型外轮廓。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的装配式构造，其特征在于：所述弧形金属管(11)由中间大径管体(111)、左部变径管体(112)、左部小径管体(113)、右部变径管体(114)和右部小径管体(115)构成，所述中间大径管体(111)的左端口通过所述左部变径管体(112)连接所述左部小径管体(113)、右端口通过所述右部变径管体(114)连接所述右部小径管体(115)；所述中间大径管体(111)的外径大于所述左部小径管体(113)的外径和右部小径管体(115)的外径，所述左部小径管体(113)、右部小径管体(115)、V形管(21)和HDPE直管(31)均外径均匀且相等；并且，所述弧形金属管(11)、V形管(21)和HDPE直管(31)的轴线相连形成所述对称翼型外轮廓。

7.根据权利要求1至4任意一项所述的装配式构造，其特征在于：所述的翼侧构件(3)设有多根HDPE管段(311)并对应每一根所述HDPE管段(311)设有两块所述HDPE法兰(32)；每一个所述HDPE法兰(32)均未设有中心通孔，每一根所述HDPE管段(311)的两端管口均分别与对应两块所述HDPE法兰(32)的内端面连接并被连接在其上的HDPE法兰(32)封闭，每一块所述HDPE法兰(32)的外端面均垂直于其对应的HDPE管段(311)的轴线；各根所述HDPE管段(311)共轴排列，且相连两根所述HDPE管段(311)由连接在它们管口上的所述HDPE法兰(32)相连接，相连接的两块所述HDPE法兰(32)通过穿过它们的法兰孔的螺栓(4)和螺母(5)实现连接；各根所述HDPE管段(311)与除位于最外两侧的HDPE法兰(32)之外的其余HDPE法兰(32)连接而成的管体即所述HDPE直管(31)。

8.根据权利要求1至4任意一项所述的装配式构造，其特征在于：所述翼梢构件(1)一体铸造成型或者由所述弧形金属管(11)和两块金属法兰(12)焊接而成；所述翼尾构件(2)由HDPE材料一体注塑成型且所述V形管(21)的内腔中设有加强筋或者由采用HDPE材料的V形管(21)和两块连接法兰(22)通过热熔焊接工艺连接而成，或者，所述翼尾构件(2)由金属材料一体铸造成型或者由金属材料制成的所述V形管(21)和两块连接法兰(22)焊接而成。

9.一种对称翼型网箱浮管框架的建造方法，其特征在于：所述的建造方法包括：

步骤一、预先制备翼梢构件(1)、翼尾构件(2)和两根翼侧构件(3)；

其中，所述翼梢构件(1)设有弧形金属管(11)和两块金属法兰(12)，所述两块金属法兰(12)的内端面分别连接在所述弧形金属管(11)的左部管口上和右部管口上；所述翼尾构件(2)设有V形管(21)和材质与所述V形管(21)相同的两块连接法兰(22)，所述两块连接法兰(22)的内端面分别连接在所述V形管(21)的左部管口上和右部管口上；所述翼侧构件(3)设有HDPE直管(31)和两块HDPE法兰(32)，所述两块HDPE法兰(32)的内端面分别连接在所述HDPE直管(31)的两端管口；

步骤二、先将所述翼梢构件(1)和翼尾构件(2)的凸起方向反向布置，再将其中一根所述翼侧构件(3)的其中一块所述HDPE法兰(32)连接位于所述弧形金属管(11)左部管口的金属法兰(12)、另一块所述HDPE法兰(32)连接位于所述V形管(21)左部管口的连接法兰(22)，并将另一根所述翼侧构件(3)的其中一块所述HDPE法兰(32)连接位于所述弧形金属管(11)右部管口的金属法兰(12)、另一块所述HDPE法兰(32)连接位于所述V形管(21)右部管口的连接法兰(22)；

其中，所述HDPE法兰(32)与金属法兰(12)、所述HDPE法兰(32)与连接法兰(22)均通过穿过它们的法兰孔的螺栓(4)和螺母(5)实现连接，且相连接的所述HDPE法兰(32)与金属法兰(12)的外端面相紧贴，相连接的所述HDPE法兰(32)与连接法兰(22)的外端面相紧贴；

在所述步骤一中，选取所述翼梢构件(1)位于其两个端部最末尾位置的曲率为在临界曲率以下，所述临界曲率为所述HDPE直管(31)处于弹性范围内的最大弯曲曲率，以及，选取所述HDPE直管(31)的外径与管壁厚度比值为在17以下，且选取所述两根HDPE直管(31)的长度与所述翼梢构件(1)和翼尾构件(2)相配合，即能够在完成所述步骤二后使得：所述两根HDPE直管(31)均在所述翼梢构件(1)和翼尾构件(2)的作用力之下弯曲成向外凸出的弧形，即所述翼梢构件(1)、翼尾构件(2)和两根翼侧构件(3)连接形成所述对称翼型外轮廓。

10.根据权利要求9所述的建造方法，其特征在于：

所述金属法兰(12)和连接法兰(22)均未设有中心通孔，即所述弧形金属管(11)的左部管口和右部管口均被连接在其上的金属法兰(12)封闭，所述V形管(21)的左部管口和右部管口均被连接在其上的连接法兰(22)封闭；所述HDPE法兰(32)设有连通所述HDPE直管(31)内腔的中心通孔；

所述翼梢构件(1)还设有两根金属定形管(13)，所述两根金属定形管(13)的内端部分别连接在所述两块金属法兰(12)的外端面，且所述两根金属定形管(13)的轴线延伸方向均延续所述弧形金属管(11)的轴线延伸方向作为所述对称翼型外轮廓延伸方向的一部分，所述两根金属定形管(13)的外端部最末尾位置即为所述翼梢构件(1)的两个端部最末尾位置；

所述步骤二中，还将所述翼梢构件(1)的两根金属定形管(13)分别通过相应HDPE法兰(32)的中心通孔嵌入所述两根HDPE直管(31)的内腔中，使得所述两根HDPE直管(31)被嵌入所述金属定形管(13)的部分能够分别沿所述两根金属定形管(13)的轴线延伸方向弯曲。