CN106948365A - 防冲刷装置的水下固定结构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防冲刷装置的水下固定结构及方法，涉及海上风机基础防冲刷技术领域，以解决现有的水下防冲刷措施因覆盖掩护范围边缘容易产生冲刷现象，且当抛石等覆盖物被海底水流冲离海床设计保护范围后，海床基础会受到严重冲刷影响的技术问题。本发明所述的防冲刷装置的水下固定方法，包括如下步骤：将多条仿生草的底部重叠编织在串联绳上并沿串联绳等间距布置，以形成人工仿生草单元；多条等间距布置有所述人工仿生草单元的所述串联绳纵向放置，至少两条未布置有所述人工仿生草单元的所述串联绳横向放置，纵横绑定连接以形成网状；通过绑带将沙袋与串联绳连接，通过扁状绑绳将多个沙袋连接；分别吊装多个防冲刷装置至海水中各个指定位置。
Description
技术领域
本发明涉及海上风机基础防冲刷技术领域，特别涉及一种防冲刷装置的水下固定结构及方法。
背景技术
海上风力发电机组地基基础所处环境十分复杂，在海洋动力作用下，海床沉积物容易被海底水流带走，在基础周围形成冲刷坑。冲刷作用使基础埋深减少，地基基础的承载力及上部结构的稳定性受到严重影响。传统的海上风机基础防冲刷措施，如抛石法和沙袋法，属于被动防御措施，以覆盖掩护的方式保护海床基础周边的土颗粒不被水流带走。
然而，本申请发明人发现，传统的海上风机基础防冲刷措施，覆盖掩护范围边缘容易产生冲刷现象，且该法效果并不能保证长久，当抛石和沙袋等覆盖物被海底水流冲离海床设计保护范围，海床基础亦会受到冲刷的影响，综上，传统的水下防冲刷措施在施工完成后需要定期监测并补充砂石原料。
因此，如何提供一种防冲刷装置的水下固定结构及方法，在海床基础周围布置后能够有效减缓水流流速，促进泥沙沉积在基础周围，并通过主动防御的方法取得永久的海上风机基础防冲刷效果，已成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种防冲刷装置的水下固定结构及方法，以解决现有技术中的水下防冲刷措施因覆盖掩护范围边缘容易产生冲刷现象，且当抛石和沙袋等覆盖物被海底水流冲离海床设计保护范围后，海床基础会受到严重地冲刷影响的技术问题。
本发明提供一种防冲刷装置的水下固定结构，所述固定结构为沙袋式压载物，所述沙袋式压载物上设置有人工仿生草单元；所述沙袋式压载物包括有多个沙袋，多个所述沙袋沿所述人工仿生草单元的四周分布，且所述沙袋通过绑带与所述人工仿生草单元固定连接；所述沙袋的两端分别设有扁状绑绳，所述扁状绑绳用于将多个所述沙袋首尾依次连接；所述人工仿生草单元由多条仿生草重叠编织而成，且多条所述仿生草沿串联绳等间距布置；所述绑带用于与所述串联绳连接，以使所述人工仿生草单元与多个所述沙袋连接。
本发明提供一种防冲刷装置的水下固定方法，包括如下步骤：将多条仿生草的底部重叠编织在串联绳上并沿串联绳等间距布置，以形成人工仿生草单元；多条等间距布置有所述人工仿生草单元的所述串联绳纵向放置，至少两条未布置有所述人工仿生草单元的所述串联绳横向放置，纵横绑定连接以形成网状；通过绑带将沙袋与串联绳连接，通过扁状绑绳将多个沙袋连接；分别吊装多个防冲刷装置至海水中各个指定位置。
本发明提供一种防冲刷装置的水下固定结构，所述固定结构为硬块式压载物，所述硬块式压载物上设置有人工仿生草单元；所述硬块式压载物包括：由多个混凝土块并通过圆绳连接而成的混凝土块体系，以及在所述混凝土块体系上、且沿所述混凝土块体系四周设置的绑绳；所述人工仿生草单元由多条仿生草重叠编织而成，且多条所述仿生草沿编带等间距布置；所述绑绳用于与所述编带连接，以使所述人工仿生草单元与所述混凝土块体系连接。
本发明提供一种防冲刷装置的水下固定方法，包括如下步骤：将多条圆绳同时穿过多个混凝土块，以连系成混凝土块体系；将多条仿生草的底部重叠编织在编带上并沿编带等间距布置，以形成人工仿生草单元；通过绑绳绑定编带，以固定人工仿生草单元；分别吊装多个防冲刷装置至海水中各个指定位置。
实际应用时，在“通过绑绳绑定编带，以固定人工仿生草单元”步骤之前还包括如下步骤：多条等间距布置有所述人工仿生草单元的所述编带纵向放置，至少两条未布置有所述人工仿生草单元的所述编带横向放置，纵横绑定连接以形成网状。
其中，所述仿生草由密度比海水小的材料构成。
具体地，所述仿生草由高密度聚乙烯或聚丙烯复合材料构成。
本发明提供一种防冲刷装置的水下固定结构，所述固定结构为锚固式压载物，所述锚固式压载物上设置有人工仿生草单元；所述锚固式压载物包括多个锚结构，以及分别与每个所述锚结构连接的扁带；所述人工仿生草单元由多条仿生草重叠编织而成，且多条所述仿生草沿串绳等间距布置；所述串绳上设置有多个连接柄，所述扁带用于与所述连接柄连接，以用于将所述人工仿生草单元与所述锚结构连接。
本发明提供一种防冲刷装置的水下固定方法，包括如下步骤：将多条仿生草的底部重叠编织在串绳上并沿串绳等间距布置，以形成人工仿生草单元；将扁带穿设过连接柄，以使锚结构与串绳通过扁带连接固定；分别吊装多个防冲刷装置至海水中各个指定位置，并将锚结构打入海床底下一定深度。
实际应用时，在“将扁带穿设过连接柄，以使锚结构与串绳通过扁带连接固定”步骤之前还包括如下步骤：多条等间距布置有所述人工仿生草单元的所述串绳纵向放置，至少两条未布置有所述人工仿生草单元的所述串绳横向放置，纵横绑定连接以形成网状。
其中，所述仿生草由密度比海水小的材料构成。
具体地，所述仿生草由高密度聚乙烯或聚丙烯复合材料构成。
相对于现有技术，本发明所述的防冲刷装置的水下固定结构及方法具有以下优势：
使用本发明提供的防冲刷装置的水下固定结构及方法时，由于人工仿生草单元的一端能够固定在沙袋式、硬块式或锚固式压载物上并沉于海底中的海床基础周围相应位置，另一端能够在海底自由浮动，因此当海上风机基础遇到周边海底水流时，能够通过人工仿生草单元的自身运动降低水流流速，以及水流的挟沙能力，从而使泥沙在人工仿生草单元及海床基础附近形成泥沙淤积，进而达到海上风机防冲刷的效果。综上，本发明提供的防冲刷装置的水下固定结构及方法，能够化被动为主动，促进泥沙淤积在海床基础周边，以从根源上起到防止基础被冲刷的效果。并且，本发明提供的防冲刷装置的水下固定结构及方法造价低、耐腐蚀性好、施工难度低，能够带来长久的防冲刷效果。
此处需要补充说明的是，本发明实施例提供的防冲刷装置的水下固定结构及方法中，水下防冲刷保护范围不仅限于海床基础周围，还可以包括内河桥梁、港口、河岸保护，以及近岸和海上工程等等。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种防冲刷装置的水下固定结构的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种防冲刷装置的水下固定结构的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种防冲刷装置的水下固定结构中压载物的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种防冲刷装置的水下固定结构中人工仿生草单元的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种防冲刷装置的水下固定结构中压载物的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种防冲刷装置的水下固定结构中锚结构的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种防冲刷装置的水下固定结构中人工仿生草单元的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的另一种防冲刷装置的水下固定结构中人工仿生草单元的连接柄区域放大结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种防冲刷装置的水下固定方法的流程示意图；
图10为本发明实施例提供的另一种防冲刷装置的水下固定方法的流程示意图；
图11为本发明实施例提供的再一种防冲刷装置的水下固定结构的结构示意图；
图12为本发明实施例提供的再一种防冲刷装置的水下固定方法的流程示意图。
图中：10－压载物；20－人工仿生草单元；101－混凝土块体系；102－绑绳；103－圆绳；201－编带；104－锚结构；105－扁带；1041－连接扣；202－串绳；203－连接柄；106－沙袋；107－绑带；108－扁状绑绳。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1为本发明实施例提供的一种防冲刷装置的水下固定结构的结构示意图；图2为本发明实施例提供的另一种防冲刷装置的水下固定结构的结构示意图。
本发明实施例提供一种防冲刷装置的水下固定结构，如图1和图2所示，所述固定结构为压载物10，该压载物10上设置有人工仿生草单元20。
相对于现有技术，本发明实施例所述的防冲刷装置的水下固定结构具有以下优势：
如图1和图2所示，本发明实施例提供的防冲刷装置的水下固定结构中，所述固定结构为压载物10，且该压载物10上设置有人工仿生草单元20。由此分析可知，使用本发明实施例提供的防冲刷装置的水下固定结构时，由于人工仿生草单元20的一端能够固定在压载物10上并沉于海底中的海床基础周围相应位置，另一端能够在海底自由浮动，因此当海上风机基础遇到周边海底水流时，能够通过人工仿生草单元20的自身运动降低水流流速，以及水流的挟沙能力，从而使泥沙在人工仿生草单元20及海床基础附近形成泥沙淤积，进而达到海上风机防冲刷的效果。综上，本发明实施例提供的防冲刷装置的水下固定结构，能够化被动为主动，促进泥沙淤积在海床基础周边，以从根源上起到防止基础被冲刷的效果。并且，本发明实施例提供的防冲刷装置的水下固定结构造价低、耐腐蚀性好、施工难度低，能够带来长久的防冲刷效果。
此处需要补充说明的是，本发明实施例提供的防冲刷装置的水下固定结构及方法中，水下防冲刷保护范围不仅限于海床基础周围，还可以包括内河桥梁、港口、河岸保护，以及近岸和海上工程等等。
实际应用时，如图1所示，本发明实施例提供的防冲刷装置的水下固定结构中，上述固定结构可以为硬块式压载物。
图3为本发明实施例提供的一种防冲刷装置的水下固定结构中压载物的结构示意图。
其中，如图1结合图3所示，上述硬块式压载物可以包括：混凝土块体系101，以及在该混凝土块体系101上、且沿混凝土块体系101四周设置的绑绳102，从而可以通过绑绳102实现与人工仿生草单元20的连接固定。
具体地，如图1结合图3所示，上述混凝土块体系101可以包括多个混凝土块，每个混凝土块的侧面设有通孔，且该通孔中可以穿设有圆绳103，从而可以通过圆绳103将多个混凝土块连接成上述混凝土块体系101。
图4为本发明实施例提供的一种防冲刷装置的水下固定结构中人工仿生草单元的结构示意图。
进一步地，如图1结合图4所示，上述人工仿生草单元20可以由多条仿生草重叠编织而成，且多条仿生草可以沿编带201等间距布置，从而通过将绑绳102与该编带201连接，以实现将人工仿生草单元20与混凝土块体系101固定连接。
实际应用时，如图2所示，本发明实施例提供的防冲刷装置的水下固定结构中，上述固定结构还可以为锚固式压载物。
图5为本发明实施例提供的另一种防冲刷装置的水下固定结构中压载物的结构示意图。
其中，如图2结合图5所示，上述锚固式压载物可以包括多个锚结构104，以及分别与每个锚结构104连接的扁带105。
图6为本发明实施例提供的另一种防冲刷装置的水下固定结构中锚结构的结构示意图。
实际生产制造时，为了便于连接固定，如图6所示，本发明实施例提供的防冲刷装置的水下固定结构中，上述每个锚结构104上可以分别设置有用于连接扁带105的连接扣1041。
图7为本发明实施例提供的另一种防冲刷装置的水下固定结构中人工仿生草单元的结构示意图；图8为本发明实施例提供的另一种防冲刷装置的水下固定结构中人工仿生草单元的连接柄区域放大结构示意图。
具体地，如图2结合图7所示，上述人工仿生草单元20可以由多条仿生草重叠编织而成，且多条仿生草沿串绳202等间距布置；如图2结合图8所示，上述串绳202上可以设置有多个连接柄203，从而可以通过扁带105与连接柄203连接，以实现将人工仿生草单元20与锚结构104固定连接。
实施例一：
本发明实施例一提供一种防冲刷装置的水下固定结构，如图1结合图3和图4所示，上述固定结构为硬块式压载物，该硬块式压载物上设置有人工仿生草单元20；其中，硬块式压载物包括：由多个混凝土块并通过圆绳103连接而成的混凝土块体系101，以及在混凝土块体系101上、且沿混凝土块体系101四周设置的绑绳102；具体地，人工仿生草单元20由多条仿生草重叠编织而成，且多条仿生草沿编带201等间距布置，从而可以通过绑绳102与编带201连接，以实现使人工仿生草单元20与混凝土块体系101固定连接。
图9为本发明实施例提供的一种防冲刷装置的水下固定方法的流程示意图。
针对实施例一，本发明实施例还提供一种防冲刷装置的水下固定方法，如图9所示，包括如下步骤：步骤S1、将多条圆绳103同时穿过多个混凝土块，以连系成混凝土块体系101；步骤S2、将多条仿生草的底部重叠编织在编带201上并沿编带201等间距布置，以形成人工仿生草单元20；步骤S3、通过绑绳102绑定编带201，以固定人工仿生草单元20；步骤S4、分别吊装多个防冲刷装置至海水中各个指定位置。
实际应用时，在“通过绑绳绑定编带，以固定人工仿生草单元”步骤之前还包括如下步骤：多条等间距布置有所述人工仿生草单元的所述编带纵向放置，至少两条未布置有所述人工仿生草单元的所述编带横向放置，纵横绑定连接以形成网状。
其中，上述仿生草由密度比海水小的材料构成；具体可以由高密度聚乙烯或聚丙烯复合材料构成。
实施例二：
本发明实施例二提供一种防冲刷装置的水下固定结构，如图2结合图5－图8所示，上述固定结构为锚固式压载物，该锚固式压载物上设置有人工仿生草单元20；其中，锚固式压载物包括多个锚结构104，以及分别与每个锚结构104连接的扁带105；具体地，人工仿生草单元20由多条仿生草重叠编织而成，且多条仿生草沿串绳202等间距布置；并且，串绳202上设置有多个连接柄203，从而可以通过扁带105与连接柄203连接，以实现将人工仿生草单元20与锚结构104固定连接。
图10为本发明实施例提供的另一种防冲刷装置的水下固定方法的流程示意图。
针对实施例二，本发明实施例还提供一种防冲刷装置的水下固定方法，如图10所示，包括如下步骤：步骤S1，、将多条仿生草的底部重叠编织在串绳202上并沿串绳202等间距布置，以形成人工仿生草单元20；步骤S2，、将扁带105穿设过连接柄203，以使锚结构104与串绳202通过扁带105连接固定；步骤S3，、分别吊装多个防冲刷装置至海水中各个指定位置，并将锚结构104打入海床底下一定深度。
实际应用时，在“将扁带穿设过连接柄，以使锚结构与串绳通过扁带连接固定”步骤之前还包括如下步骤：多条等间距布置有所述人工仿生草单元的所述串绳纵向放置，至少两条未布置有所述人工仿生草单元的所述串绳横向放置，纵横绑定连接以形成网状。
其中，上述仿生草由密度比海水小的材料构成；具体可以由高密度聚乙烯或聚丙烯复合材料构成。
实施例三：
图11为本发明实施例提供的再一种防冲刷装置的水下固定结构的结构示意图。
本发明实施例三提供一种防冲刷装置的水下固定结构，如图11所示，上述固定结构为沙袋式压载物，该沙袋式压载物上设置有人工仿生草单元20；其中，上述沙袋式压载物包括有多个沙袋106，多个沙袋106沿人工仿生草单元20的四周分布，且沙袋106通过绑带107与人工仿生草单元20固定连接；并且，沙袋106的两端分别设有扁状绑绳108，该扁状绑绳108用于将多个沙袋106首尾依次连接；具体地，人工仿生草单元20由多条仿生草重叠编织而成，且多条仿生草沿串联绳等间距布置，从而可以通过绑带107与串联绳连接，以实现人工仿生草单元20与多个沙袋106固定连接。
图12为本发明实施例提供的再一种防冲刷装置的水下固定方法的流程示意图。
针对实施例三，本发明实施例再提供一种防冲刷装置的水下固定方法，如图12所示，包括如下步骤：步骤S10、将多条仿生草的底部重叠编织在串联绳上并沿串联绳等间距布置，以形成人工仿生草单元20；步骤S20、多条等间距布置有人工仿生草单元20的串联绳纵向放置，至少两条未布置有人工仿生草单元20的串联绳横向放置，纵横绑定连接以形成网状；步骤S30、通过绑带107将沙袋106与串联绳连接，通过扁状绑绳108将多个沙袋106连接；步骤S40、分别吊装多个防冲刷装置至海水中各个指定位置。
此处需要补充说明的是，聚乙烯(polyethylene，简称PE)是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量α－烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达－100至－70℃)，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)。常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性优良。并且，聚乙烯材料的密度为0.95×10kg/m3。
聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯(isotactic polypropylene)、无规聚丙烯(atactic polypropylene)和间规聚丙烯(syndiotactic polypropylene)三种。甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯，若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯，当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般工业生产的聚丙烯树脂中，等规结构含量约为95％，其余为无规或间规聚丙烯。工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化，故熔点可高达167℃。耐热、耐腐蚀，制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度小，是最轻的通用塑料。共聚物型的PP材料有较低的热变形温度(100℃)、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度，PP的冲击强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150℃。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。PP的熔体质量流动速率(MFR)通常在1－100。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚型的抗冲强度比均聚型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.6－2.0％。并且，聚丙烯材料的密度为0.92×10kg/m3。
本发明实施例提供的防冲刷装置的水下固定结构可以在岸上或船舶甲板上完成组装，不受海上环境的影响，组装与吊装过程快速，整个装置的完成时间极短，防冲刷装置到达指定位置后即可投入工作，后续不需要定期监督和替换原料，具有永久性效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种防冲刷装置的水下固定结构，其特征在于，所述固定结构为沙袋式压载物，所述沙袋式压载物上设置有人工仿生草单元；
所述沙袋式压载物包括有多个沙袋，多个所述沙袋沿所述人工仿生草单元的四周分布，且所述沙袋通过绑带与所述人工仿生草单元固定连接；所述沙袋的两端分别设有扁状绑绳，所述扁状绑绳用于将多个所述沙袋首尾依次连接；
所述人工仿生草单元由多条仿生草重叠编织而成，且多条所述仿生草沿串联绳等间距布置；所述绑带用于与所述串联绳连接，以使所述人工仿生草单元与多个所述沙袋连接。
2.一种防冲刷装置的水下固定方法，其特征在于，包括如下步骤：
将多条仿生草的底部重叠编织在串联绳上并沿串联绳等间距布置，以形成人工仿生草单元；
多条等间距布置有所述人工仿生草单元的所述串联绳纵向放置，至少两条未布置有所述人工仿生草单元的所述串联绳横向放置，纵横绑定连接以形成网状；
通过绑带将沙袋与串联绳连接，通过扁状绑绳将多个沙袋连接；
分别吊装多个防冲刷装置至海水中各个指定位置。
3.一种防冲刷装置的水下固定结构，其特征在于，所述固定结构为硬块式压载物，所述硬块式压载物上设置有人工仿生草单元；
所述硬块式压载物包括：由多个混凝土块并通过圆绳连接而成的混凝土块体系，以及在所述混凝土块体系上、且沿所述混凝土块体系四周设置的绑绳；
所述人工仿生草单元由多条仿生草重叠编织而成，且多条所述仿生草沿编带等间距布置；所述绑绳用于与所述编带连接，以使所述人工仿生草单元与所述混凝土块体系连接。
4.一种防冲刷装置的水下固定方法，其特征在于，包括如下步骤：
将多条圆绳同时穿过多个混凝土块，以连系成混凝土块体系；
将多条仿生草的底部重叠编织在编带上并沿编带等间距布置，以形成人工仿生草单元；
通过绑绳绑定编带，以固定人工仿生草单元；
分别吊装多个防冲刷装置至海水中各个指定位置。
5.根据权利要求2所述的防冲刷装置的水下固定方法，其特征在于，在“通过绑绳绑定编带，以固定人工仿生草单元”步骤之前还包括如下步骤：
多条等间距布置有所述人工仿生草单元的所述编带纵向放置，至少两条未布置有所述人工仿生草单元的所述编带横向放置，纵横绑定连接以形成网状。
6.根据权利要求4或5所述的防冲刷装置的水下固定方法，其特征在于，所述仿生草由高密度聚乙烯或聚丙烯复合材料构成。
7.一种防冲刷装置的水下固定结构，其特征在于，所述固定结构为锚固式压载物，所述锚固式压载物上设置有人工仿生草单元；
所述锚固式压载物包括多个锚结构，以及分别与每个所述锚结构连接的扁带；
所述人工仿生草单元由多条仿生草重叠编织而成，且多条所述仿生草沿串绳等间距布置；所述串绳上设置有多个连接柄，所述扁带用于与所述连接柄连接，以用于将所述人工仿生草单元与所述锚结构连接。
8.一种防冲刷装置的水下固定方法，其特征在于，包括如下步骤：
将多条仿生草的底部重叠编织在串绳上并沿串绳等间距布置，以形成人工仿生草单元；
将扁带穿设过连接柄，以使锚结构与串绳通过扁带连接固定；
分别吊装多个防冲刷装置至海水中各个指定位置，并将锚结构打入海床底下一定深度。
9.根据权利要求8所述的防冲刷装置的水下固定方法，其特征在于，在“将扁带穿设过连接柄，以使锚结构与串绳通过扁带连接固定”步骤之前还包括如下步骤：
多条等间距布置有所述人工仿生草单元的所述串绳纵向放置，至少两条未布置有所述人工仿生草单元的所述串绳横向放置，纵横绑定连接以形成网状。
10.根据权利要求8或9所述的防冲刷装置的水下固定方法，其特征在于，所述仿生草由高密度聚乙烯或聚丙烯复合材料构成。
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