CN111357694A - 一种基于海上桩基础的转环式养殖网箱 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于海上桩基础的转环式养殖网箱，浮式养殖网箱以海上构筑物的桩基础为载体，通过转环结构连接在桩基础上，可随着波浪海流方向发生转动。本发明养殖网箱连接在海上桩基础的外壁，并可随着波浪和海流方向绕桩转动，利用桩身的遮蔽效应减小网箱受到的波浪和海流，保证网箱结构和养殖鱼类的安全，适用于深海渔业养殖，起到集约用海和增加效益的效果。
Description
技术领域
本发明属于海上资源开发以及海洋渔业养殖的技术领域，涉及一种基于海上桩基础的转环式养殖网箱。
背景技术
海洋渔业养殖是水产品供给的重要途径，传统的海洋养殖主要集中在近海区域，规模小、污染严重，发展深远海养殖是开发海洋渔业资源的战略方向。现有的养殖装备主要是高密度聚乙烯管和网衣构成的简易网箱，其结构强度低、养殖空间小、抗风险能力差，无法应用于深远海。因此，从综合利用海洋资源出发，需要基于已有的海上构筑物，发展一种适应于深远海的高强度钢结构养殖网箱结构。
我国正处于海洋工程建设的高峰期，近年来在海上建造了大量的固定式构筑物，如海上风电机组、海上升压站和海洋平台等。尤其是海上桩基，作为成熟可靠的固定式基础得到了广泛应用，可作为建设海洋养殖网箱的载体，共同勘察和建设。从而大大提高了深海养殖的可靠性，增强了养殖网箱抵抗台风等极端气候的能力，降低了建设成本，保障了海洋牧场开发的效益和安全。
发明内容
本发明首旨在提供一种基于海上桩基础的转环式养殖网箱。养殖网箱连接在海上桩基础的外壁，并可随着波浪和海流方向绕桩转动，利用桩身的遮蔽效应减小网箱受到的波浪和海流，保证网箱结构和养殖鱼类的安全，适用于深海渔业养殖，起到集约用海和增加效益的效果。
为此，本发明采用以下技术方案：
一种基于海上桩基础的转环式养殖网箱，其特征在于：浮式养殖网箱以海上构筑物的桩基础为载体，通过转环结构连接在桩基础上，可随着波浪海流方向发生转动，从而利用桩基的遮蔽效应降低荷载，保证深海养殖的安全性。
所述的海上桩基础在各类海上构筑物中得到广泛应用，如海上风电机组、海上升压站和海洋平台等，为钢制圆管结构。转环结构设置在钢管桩外侧平均海平面附近或以上位置。钢管桩的附属构件，如阴极保护、电缆管等，布置时应避开转环所在位置，或安装在桩壁的内侧。转环安装完成以后，在外表面涂装海工重防腐涂层，并设置独立的阴极保护。
进一步地，所述转环结构包括转环内圈、转环外圈、转环外圈转动的径向支撑结构以及转环外圈轴向限位结构；转环内圈套在桩基础外并与桩身固定连接，起到固定作用；转环外圈能绕着桩基础在轴向限位结构规定的高度上发生转动。
一个较佳的实施方式是，所述转环结构包括转环内圈、若干个滚动体、隔离体、转环外圈、上环形盖板和下环形底板；转环内圈套在桩基础外并与桩身固定连接，转环内圈和转环外圈之间设置所述滚动体和隔离体，转环内圈、隔离体、上环形盖板和下环形底板连接成一体，并由此界定滚动体的限位区域，滚动体在限位区域内滚动，同时，上环形盖板和下环形底板的外侧之间突出于滚动体而形成转环外圈的轴向限位结构。
所述径向支撑结构优选为若干个在圆周上布置的滚动体，可在限位区域内滚动并传递荷载；隔离体固定在转换内圈表面上，均匀将滚动体间隔开。滚动体和隔离体采用不锈钢或陶瓷材料制成，以抵抗海洋环境的腐蚀，还可填充润滑油。
对于浮式养殖网箱，一个较佳的实施方式是设置钢桁架，所述转环结构的转环外圈与浮式养殖网箱的钢桁架通过柔性系缆连接，浮式养殖网箱还可以在一定范围内随着潮位升降上下移动。
柔性系缆为钢链或高密度聚酯纤维绳组成的柔性结构，具有足够的强度抵抗波流荷载，同时系缆的长度根据最高和最低的潮位差确定，且最好能大于钢管桩外直径的一半。
所述的浮式养殖网箱外形结构优选为细长型结构，并被分为若干个网箱分舱，其中，养殖网箱的最远端具有渐尖的或圆弧形端部。转环结构的转环外圈与浮式养殖网箱近端的钢桁架通过柔性系缆连接。
一种较佳的实施方式是，所述的养殖网箱为细长型，近端为长方形，远端为三角形或圆弧形状，并向下形成立体养殖空间，以减小其受到的波流荷载。根据渔业养殖的需求，可将其分为3～5个箱体，也可沿垂直深度方向进行划分，分层进行养殖。
本发明专利的有益效果在于：
1.利用海上构筑物已有的桩基础作为渔业养殖的载体，提高海域的综合利用效率，降低深海养殖的建设成本，便于运行维护；
2.网箱结构可随着海流和波浪方向，绕桩基础中心转动，利用了桩基础的遮蔽效应，减小海流和波浪对养殖网箱的作用，并且体型细长，受到的波流荷载较小；
3.养殖网箱内具有较大的空间，可进一步进行分区分层，满足渔业养殖需求。
附图说明
图1为本发明的三维总布置图。
图2为本发明的正视图。
图3为本发明的俯视图。
图4为本发明的转环结构剖面图。
具体实施方式：
为进一步说明本发明内容、特点与功效，兹列举一个实施例，并配合附图说明如下。
(1)如图1所示，一种基于海上桩基础的转环式养殖网箱包含以下组成部分：海上桩基础1，转环内圈2，若干滚动体3，隔离体4，转环外圈5，吊耳6，靠船件7，系缆8，钢桁架9，浮筒10，网衣11，配重块12，防撞气囊13、上环形盖板14和下环形底板15。本实施例以海上构筑物的大直径桩基础1作为载体，进一步利用海洋空间发展海洋渔业养殖，所述的养殖网箱结构可绕桩基础1中心转动，减小网箱上受到的波浪和海流作用。
(2)本实施例转环结构固定在钢管桩外壁，因此转环内圈2的内径与桩基础1的外径相当，转环可分为管片在陆上建造时进行焊接，或在海上构筑物建造完成以后在海上施工安装。转环内圈2和转环外圈5之间设有所述若干滚动体3和隔离体4，转环内圈2隔离体4、上环形盖板14和下环形底板15连接成一体，并由此形成界定滚动体的凹槽式限位区域16，所述滚动体采用滚动柱，优选的为钢制圆柱，其轴向与转环内圈2和转环外圈5的轴向平行，基本上在限位区域内只发生自转。同时，上环形盖板14和下环形底板15的外侧之间突出于滚动体而形成转环外圈5的轴向限位结构，而使得转环外圈5在轴向上被定位而只能在轴向上转动。所述若干滚动体3沿圆周方向布置，转环外圈5的内径和滚动体3的外侧匹配，转环外圈5能够以滚动体3为支撑转动，滚动体3则在所述限位区域内转动。这种结构，既能使得网箱受到的较大风、浪冲击力得到卸载，同时，整体机构能够适应长期免维护使用。
(3)本实施例中转环外圈5和养殖网箱之间通过柔性系缆8连接，如钢链或高密度聚酯纤维绳，使浮式养殖网箱可以在一定范围内随着潮位升降上下移动，从而在一定程度上先行卸载，保护转环结构和海上桩基础1。转环外圈5和钢桁架9上分别设置有吊耳6用于连接系缆8。同时转环外圈5或上下环形底板14、15上在吊耳的左右两侧分别设有靠船件7，用于在施工和运维期间供船只靠泊使用。
(4)本实施例的养殖网箱为细长型结构，宽度与桩基础1的直径相当。为便于布置，养殖网箱分为方形网箱第一分舱101和第二分舱102，以及三角形网箱第三分舱103。为提供足够的浮力，在钢桁架上固定有若干空心结构浮筒10，内有轻质泡沫等材料；养殖网衣11固定在钢桁架9下方，底部设置有若干配重块12，分隔出渔业养殖使用的海洋空间。为了避免运行维护期间网箱与周围物体发生碰撞，在钢桁架9外侧设置一圈防撞气囊13。
上述实例主要应用于海洋渔业养殖装备，特别适用于基于海上大直径桩基础的养殖网箱，但并不以此为限，对于海洋工程中其他基础形式，也可运用本发明的技术方案进行优化设计，提高经济效益。无论是何种桩基础或单立柱基础或者结合方式，只要该养殖网箱系统“通过转环方式固定于基础，并可绕基础中心转动以抵抗波流荷载”，均落在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种基于海上桩基础的转环式养殖网箱，其特征在于：浮式养殖网箱以海上构筑物的桩基础为载体，通过转环结构连接在桩基础上，可随着波浪海流方向发生转动。
2.如权利要求1所述的一种基于海上桩基础的转环式养殖网箱，其特征在于：所述转环结构包括转环内圈、转环外圈、转环外圈转动的径向支撑结构以及转环外圈轴向限位结构；转环内圈套在桩基础外并与桩身固定连接，转环外圈能绕着桩基础在轴向限位结构规定的高度上发生转动。
3.如权利要求2所述的一种基于海上桩基础的转环式养殖网箱，其特征在于：所述径向支撑结构为若干个在圆周上布置的滚动体。
4.如权利要求1所述的一种基于海上桩基础的转环式养殖网箱，其特征在于：所述转环结构包括转环内圈、若干个滚动体、隔离体、转环外圈、上环形盖板和下环形底板；转环内圈套在桩基础外并与桩身固定连接，转环内圈和转环外圈之间设置所述滚动体和隔离体，转环内圈、隔离体、上环形盖板和下环形底板连接成一体，并由此界定滚动体的限位区域，滚动体在限位区域内滚动，同时，上环形盖板和下环形底板的外侧之间突出于滚动体而形成转环外圈的轴向限位结构。
5.如权利要求1所述的一种基于海上桩基础的转环式养殖网箱，其特征在于：浮式养殖网箱设置钢桁架，所述转环结构的转环外圈与浮式养殖网箱的钢桁架通过柔性系缆连接，浮式养殖网箱还可以在一定范围内随着潮位升降上下移动。
6.如权利要求1所述的一种基于海上桩基础的转环式养殖网箱，其特征在于：所述的浮式养殖网箱为细长型结构，并被分为若干个网箱分舱，其中，养殖网箱的最远端具有渐尖的或圆弧形端部。
7.如权利要求6所述的一种基于海上桩基础的转环式养殖网箱，其特征在于：转环结构的转环外圈与浮式养殖网箱近端的钢桁架通过柔性系缆连接。
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