CN108860470A - 一种基于无尾翼鱼雷锚贯入施工的锚泊基础 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于无尾翼鱼雷锚贯入施工的锚泊基础，包括钢板；钢板上部呈矩形状、下部呈三角形状，钢板一侧的上部与下部共设置两个同轴的套孔；所述锚泊基础由三块钢板首尾相接的焊接而成，且各钢板上的套孔均置于外侧；在任意两块钢板相互连接处的中下部设置一个系泊孔，供连接锚链使用。施工时，把三个无尾翼鱼雷锚套入所提锚泊基础的套孔中，锚泊基础的下部呈尖状，鱼雷锚较大自重的作用下能把锚泊基础贯入至较深的海床中，安装便捷，施工时间短，非常适合海上的施工环境。所提锚泊基础在锚链拉力作用下还具有进一步下潜的可能性，具有较高的抗拔承载力。
Description
技术领域
本发明涉及深海浮式平台或深水网箱的锚泊技术领域，具体是一种基于无尾翼鱼雷锚贯入施工的锚泊基础。
背景技术
鱼雷锚是动力贯入锚的一种，一般长约15m，重达130吨。锚自身的形状类似鱼雷，故得名鱼雷锚。鱼雷锚可分为有尾翼和无尾翼两种类型，有尾翼的锚身一般有 4个尾鳍。鱼雷锚锚身形如圆柱状，内部中空，可以填充高密度的材料如混凝土、废金属等来增加自重和降低锚重心而维持其稳定性，下端部呈锥形状，便于贯入海床土体中。
鱼雷锚安装快捷方便，安装时不需要借助任何外力，仅需在离海底足够高的位置将其垂直释放，使其靠自身重力下落，并在碰撞海底时，借助高加速度导致的巨大惯性力而贯穿海床至一定深度。通常释放高度在距海底30m时能达到17m/s 的最终碰撞速度，贯入深度约为7m，在150m时能达到30m/s以上，贯入深度约为20m。
可见，鱼雷锚具有结构简单、可重复使用、制造成本低、安装便捷的特点，非常适合海上的施工环境。若能利用该优点，把鱼雷锚变成一种施工工具，必将促进海洋锚泊基础施工技术的进步与发展。
发明内容 本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种基于无尾翼鱼雷锚贯入施工的锚泊基础，其整体呈对称结构，利用无尾翼的鱼雷锚贯入海床后，能与土体发生较大的摩擦，能提供较大的锚泊力。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种基于无尾翼鱼雷锚贯入施工的锚泊基础，其特征在于：包括多个竖直的钢板，每个钢板上部呈矩形、下部呈三角形，多个钢板通过各自左右侧边依次首尾相接构成多面框体，其中两个相邻的钢板连接处设置有系泊孔，多面框体外框面即每个钢板的外侧板面上分别沿竖直方向设有多个套孔，每个套孔的轴向竖直，还包括贯入设备，贯入设备包括多个锚身，多个锚身与钢板一一对应，每个锚身分别同轴装配在对应钢板的多个套孔中，每个锚身下端分别同轴连接有锚头，每个锚身上端分别设有孔洞，孔洞内沿分别设有系泊杆。
所述的一种基于无尾翼鱼雷锚贯入施工的锚泊基础，其特征在于：所述钢板有三个，依次首尾相接构成三面框体，对应的锚身数量亦为三个。
所述的一种基于无尾翼鱼雷锚贯入施工的锚泊基础，其特征在于：所述锚身下端分别向下延伸至超过所在的钢板下端。
所述的一种基于无尾翼鱼雷锚贯入施工的锚泊基础，其特征在于：所述套孔分别设置在对应钢板外侧板面的竖直中间线上，其中最上方的套孔顶面与对应钢板的顶面齐平。
所述的一种基于无尾翼鱼雷锚贯入施工的锚泊基础，其特征在于：所述锚身上端同轴连接有端头，端头外径大于锚身外径，锚身内部中空并填入有填充物，且锚身内部中空向上延伸至端头形成孔洞，系泊杆设置在孔洞内其中一个径向上。
所述的一种基于无尾翼鱼雷锚贯入施工的锚泊基础，其特征在于：所述套孔与锚身之间间隙配合。
与现有技术相比，本发明的优点为：
(1) 所提锚泊基础由三块相同的钢板焊接而成，整体呈对称状态，结构简单，制作方便，整体具有较大的强度与刚度，能承受较大的荷载。
(2) 施工时，把三个无尾翼鱼雷锚套入所提锚泊基础的套孔中，锚泊基础的下部呈尖状，鱼雷锚较大自重的作用下能把锚泊基础贯入至较深的海床中，安装便捷，施工时间短，非常适合海上的施工环境。
(3) 由于系泊孔设置在中下部，故所提锚泊基础贯入海床后在锚链作用下处于偏心状态，在锚泊基础下部三角形尖状一端的引导下，锚泊基础在锚链拉力作用下还具有进一步下潜的可能性，具有较高的抗拔承载力。
附图说明
图1 为本发明所提锚泊基础俯视图。
图2 为本发明所提锚泊基础主视图。
图3 为本发明所提锚泊基础三维结构示意图1。
图4 为本发明所提锚泊基础三维结构示意图2。
图5 为本发明所提锚泊基础的钢板三维结构示意图1。
图6 为本发明所提锚泊基础的钢板三维结构示意图2。
图7为本发明所提锚泊基础施工用的鱼雷锚三维结构示意图。
图8为图7的剖面图。
图9为鱼雷锚与钢板连接示意图。
图10为鱼雷锚与本发明所提锚泊基础连接示意图。
图11 为本发明所提锚泊基础施工前垂吊于海床上方示意图。
图12 为本发明所提锚泊基础依靠自重贯入海床示意图。
图13 为鱼雷锚撤除后的锚泊基础姿态示意图。
图14 为本发明所提锚泊基础的可能工作状态示意图。
附图标记说明：1、钢板；2、套孔；3、系泊孔；4、锚身；5、锚头；6、端头；7、系泊杆；8、填充物；9、锚链；10、钢索；A、海床面。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1-图14所示，一种基于无尾翼鱼雷锚贯入施工的锚泊基础，包括三个竖直的钢板1，每个钢板1上部呈矩形、下部呈三角形，三个钢板1通过各自左右侧边依次首尾相接构成三面框体，其中两个相邻的钢板连接处设置有系泊孔3，三面框体外框面即每个钢板1的外侧板面上分别沿竖直方向设有两个套孔2，每个套孔2的轴向竖直，还包括贯入设备，贯入设备包括三个锚身4，三个锚身4与钢板1一一对应，每个锚身4分别同轴装配在对应钢板1的多个套孔2中，套孔2与锚身4之间间隙配合。每个锚身4下端分别同轴连接有锚头5，每个锚身4上端分别设有孔洞，孔洞内沿分别设有系泊杆7。
锚身4下端分别向下延伸至超过所在的钢板1下端。
套孔2分别设置在对应钢板1外侧板面的竖直中间线上，其中最上方的套孔顶面与对应钢板的顶面齐平。
锚身4上端同轴连接有端头6，端头6外径大于锚身4外径，锚身4内部中空并填入有填充物8，且锚身4内部中空向上延伸至端头6形成孔洞，系泊杆7设置在孔洞内其中一个径向上。
本发明包括钢板1；所述的钢板1上部呈矩形状、下部呈三角形状，钢板1一侧的上部与下部共设置两个同轴的套孔2；所述的锚泊基础由三块钢板1两侧首尾相接的焊接而成，且各钢板1上的套孔2均置于外侧；在任意两块钢板1相互连接处的中下部设置一个系泊孔3，供连接锚链9使用。
上述提及的“上部”、“下部”、“外侧”等方位词，是基于所提锚泊基础施工时的姿态来确定的。施工时所提锚泊基础悬吊于海床上方，且处于铅锤状态，如图11所示。在此姿态下，来确定各方位词的具体指向，说明书中其它地方所提的方位词也按此姿态推定得到。上述方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者构件必须具有特定的方位、构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
两个套孔2设置在钢板1同一侧的中部，套孔2内部呈圆形中空状，且上部的套孔2的上端面与钢板1的顶面平齐，如图5与图6所示。套孔2的作用是供锚身4穿越，使锚身4能把所提锚泊基础贯入海床中。上部的套孔2的上端面与钢板1的顶面平齐，使锚身4的端头6能位于钢板1的顶面，便于锚身4能把钢板1贯入海床中。
钢板1同一侧上部与下部的两个套孔2的作用有所不同：锚身4上部端头6的荷载直接作用在上部的套孔2上，即上部的套孔2需承受冲击荷载；而下部的套孔2仅起到套住、定位锚身4的作用，其并不承担冲击荷载。因此，下部套孔2的高度可小些，用材料少些；而上部套孔2的高度需大些，且其下端面呈斜面状，提高其与钢板1的焊接长度，如图5所示。
施工用的无尾翼鱼雷锚，其特征在于：包括锚身4；所述的锚身4内部中空，锚身4的下端设置锥形状的锚头5，锚身4的上端设有端头6，端头6的外径大于锚身4的外径，端头6的内部设置系泊杆7，如图7与图8所示。锚身4的外径小于套孔2的内径，端头6的外径大于套孔2的内径，如图9与图10所示。
锚身4的内部中空，中空处装入填充物8，填充物8可选用高密度的材料如混凝土、废金属等，用以增加鱼雷锚自重和降低鱼雷锚重心，维持鱼雷锚贯入海床过程中的稳定性与铅垂度。
一种基于无尾翼鱼雷锚贯入施工的锚泊基础的施工方法，包括下列步骤：
1) 把三个无尾翼鱼雷锚的锚身4穿越、套入三块钢板1外侧的同轴套孔2中，把施工用的钢索10绑定在各无尾翼鱼雷锚上端的系泊杆7上，并把锚链9的一端连接在锚泊基础上的系泊孔3上，使用后续可解脱的辅助措施使各锚身4与钢板1紧密相连，确保起吊锚身4时锚泊基础不会脱落。基于三根钢索10平稳的起吊锚泊基础使整体垂直悬吊于海床上方，如图11所示。
2) 下放锚链9一定的长度使其处松弛状态且对锚泊基础的快速下沉影响降到最低，然后同步释放各钢索10，使锚泊基础在鱼雷锚自重作用下快速下沉并贯入海床，如图12所示。
3) 同步向上张拉钢索10，张拉过程中使后续可解脱的辅助措施失效与破坏，使锚身4与钢板1逐步分离，最终把各锚身4拉起、移除。锚身4移除后锚泊基础的姿态如图13所示，施工结束。后续在锚链拉力作用下，锚泊基础发生相应偏转与位移，图14给出了锚泊基础的可能工作状态示意图。
所提锚泊基础由三块相同的钢板焊接而成，整体呈对称状态，结构简单，制作方便，整体具有较大的强度与刚度，能承受较大的荷载；施工时，把三个无尾翼鱼雷锚套入所提锚泊基础的套孔中，锚泊基础的下部呈尖状，鱼雷锚较大自重的作用下能把锚泊基础贯入至较深的海床中，安装便捷，施工时间短，非常适合海上的施工环境；由于系泊孔设置在中下部，故所提锚泊基础贯入海床后在锚链作用下处于偏心状态，在锚泊基础下部三角形尖状一端的引导下，锚泊基础在锚链拉力作用下还具有进一步下潜的可能性，具有较高的抗拔承载力。
附图中仅展示了锚泊基础的部分形状及部分连接方式的情况，按照所提思路，可以改变钢板的形状、数量、连接方式，形成其他相关类型的基于无尾翼鱼雷锚贯入施工的锚泊基础，其均属于本技术的等效修改与变更，此处不再赘述。
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
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 (6)
1.一种基于无尾翼鱼雷锚贯入施工的锚泊基础，其特征在于：包括多个竖直的钢板，每个钢板上部呈矩形、下部呈三角形，多个钢板通过各自左右侧边依次首尾相接构成多面框体，其中两个相邻的钢板连接处设置有系泊孔，多面框体外框面即每个钢板的外侧板面上分别沿竖直方向设有多个套孔，每个套孔的轴向竖直，还包括贯入设备，贯入设备包括多个锚身，多个锚身与钢板一一对应，每个锚身分别同轴装配在对应钢板的多个套孔中，每个锚身下端分别同轴连接有锚头，每个锚身上端分别设有孔洞，孔洞内沿分别设有系泊杆。
2.根据权利要求1所述的一种基于无尾翼鱼雷锚贯入施工的锚泊基础，其特征在于：所述钢板有三个，依次首尾相接构成三面框体，对应的锚身数量亦为三个。
3.根据权利要求1所述的一种基于无尾翼鱼雷锚贯入施工的锚泊基础，其特征在于：所述锚身下端分别向下延伸至超过所在的钢板下端。
4.根据权利要求1所述的一种基于无尾翼鱼雷锚贯入施工的锚泊基础，其特征在于：所述套孔分别设置在对应钢板外侧板面的竖直中间线上，其中最上方的套孔顶面与对应钢板的顶面齐平。
5.根据权利要求1所述的一种基于无尾翼鱼雷锚贯入施工的锚泊基础，其特征在于：所述锚身上端同轴连接有端头，端头外径大于锚身外径，锚身内部中空并填入有填充物，且锚身内部中空向上延伸至端头形成孔洞，系泊杆设置在孔洞内其中一个径向上。
6.根据权利要求1所述的一种基于无尾翼鱼雷锚贯入施工的锚泊基础，其特征在于：所述套孔与锚身之间间隙配合。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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