CN112695695A

CN112695695A - 一种非金属空间桁架（网架）式海上消浪与支撑装置

Info

Publication number: CN112695695A
Application number: CN201911002289.XA
Authority: CN
Inventors: 赵林; 王宁; 吴德胜; 张无际; 张磊
Original assignee: Ocean University of China
Current assignee: Ocean University of China
Priority date: 2019-10-22
Filing date: 2019-10-22
Publication date: 2021-04-23

Abstract

本发明涉及一种非金属空间桁架（网架）式海上消浪与支撑装置，能有效地解决现有消浪装置存在的消浪效果不佳、受力不合理、稳定性不高等问题，其包括上部平台、消浪与支撑装置和锚泊系统。其中消浪与支撑装置包括若干非金属管件及非金属球形节点连接件，所述的管件包括横向、纵向、竖向以及斜向杆件，通过球形节点连接件沿不同的方向交错连接；所述的非金属球形节点采用实心体，尺寸相对管件长度较小，节点上注塑不同数量的杆件连接体，可连接多根管件。上部平台通过平台连接件与消浪装置连接，锚泊系统由锚绳、锚链和锚共同限定装置的位置。本发明结构合理，现场组装快捷，系统稳定可靠，不同方向的斜向杆件对波浪的破碎效果更好。

Description

一种非金属空间桁架（网架）式海上消浪与支撑装置

技术领域

本发明涉及一种防波堤或海上平台支撑结构，亦属于海上多功能休闲渔业领域，尤其是一种非金属空间桁架（网架）式海上消浪与支撑装置。

背景技术

随着海岸环境保护、观光旅游、水产养殖等综合需要，各种海洋工程迅猛发展。为了适应水深浪大、地基软弱等恶劣的海洋环境，防御外海传来的波浪，提供平稳的海上作业环境，广大技术人员致力于消浪设施的研究，消浪装置不断涌现。现有的消浪装置，利用由横向、纵向杆件以及杆件连接件组成的管架结构能够对波浪产生一定的破碎作用，但是由于装置的内部结构过于简单，导致消浪效果不理想、受力不合理，不能满足远海浪大的情况；此外，杆件连接件上的金属螺母不耐海水腐蚀，连接件制造繁琐，整个装置组装费时费力。

发明内容

为了克服现有消浪装置存在的消浪效果不理想、受力不合理以及组装不便等问题，本发明提供了一种使用非金属复合技术建造的空间桁架式消浪装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明通过如下技术方案来实现：

一种非金属空间桁架（网架）式海上消浪与支撑装置，其结构包括上部平台、消浪与支撑装置和锚泊系统。其中消浪与支撑装置包括若干非金属管件及球形节点连接件，所述的管件包括横向、纵向、竖向以及斜向杆件；所述的非金属球形节点连接件，可连接多根管件，施工操作简单。

进一步的，所述的管件和球形节点连接件全部采用H D P E等非金属材料或复合材料，复合工艺包括挤出、浇筑、缠绕、粘接、叠层等，具备抗拉、压、弯、剪等荷载的能力，能够承受外海风浪流荷载条件，具有耐腐蚀、重量轻、造价低、建造组装工艺简化、刚度适中等优点。

进一步的，所述的管件包括横向、纵向、竖向以及斜向杆件，每根杆件的长度由数米到数十米，直径由十几厘米到几十厘米不等，通过球形节点连接件沿不同方向交错连接，以达到良好的碎波效果。

进一步的，所述的管件与球形节点的连接方向各异，组装成稳定的几何单元，几何单元结构整体规则，重复的几何单元扩展组成空间杆系结构。

进一步的，所述的球形节点连接件是实现桁架结构管件汇交、可靠传力、快速组装的关键，其球节点为实心球，尺寸相对管件长度较小。

进一步的，所述的球形节点连接件可做成多种型式，节点上可注塑不同数量、方向的杆件，可连接多根管件。

进一步的，所述的上部平台上可增加栏杆等防护装置，其形式不限；上部平台通过平台连接件与消浪支撑装置连接，其中上部平台可采用木质、H D P E以及其他非金属材料或复合材料。

进一步的，所述的平台连接件通过高强度塑料螺栓与平台连接，其中平台连接件可采用H D P E等非金属材料或复合材料；高强度塑料螺栓可采用R E N Y（玻璃纤维强化聚酰胺）、PA（尼龙）、PC（聚碳酸酯）等材料，具有耐腐蚀、强度大等优点。

进一步的，锚泊系统由锚绳、锚链和锚共同限定装置的位置，锚绳通过连接件与消浪装置的上下球节点连接。

本发明的横向、纵向、竖向以及斜向杆件，利用球形节点连接件交错连接，形成稳定的几何单元，其结构合理，并且整体所用材料一致，杆件的口径相同，制造组装简便；利用球形节点作为连接件，使装置不会产生应力集中，受力合理；斜向杆件以不同的方向交错连接在整个装置的内部，可以改变波浪的运动轨迹，从而大大提高了对波浪的破碎效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明的一种非金属空间桁架（网架）式海上消浪与支撑装置立体示意图；

图2是本发明的消浪与支撑装置正俯视结构示意图；

图3是本发明的管件与球形节点连接组成的一种几何单元示意图；

图4是本发明的球形节点连接件Ⅰ示意图；

图5是本发明的球形节点连接件Ⅱ示意图；

图6是本发明的球形节点连接件Ⅲ示意图；

图7是本发明的球形节点连接件Ⅳ示意图；

图8是本发明的球形节点连接件Ⅴ示意图；

图9是本发明的平台连接件结构示意图。

附图标记说明：

1、球形节点连接件Ⅰ；2、球形节点连接件Ⅱ；3、横向杆件；4、纵向杆件；5、竖向杆件；6、球形节点连接件Ⅴ；7、球形节点连接件Ⅲ；8、球形节点连接件Ⅳ；9、斜向杆件；10、平台踏板；11、平台连接件；12、锚绳连接件；13、锚绳；14、杆件孔；15、螺栓孔。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的技术方案进行进一步详细说明，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分，基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例均属于本发明的保护范围。

请参阅附图1，一种非金属空间桁架（网架）式海上消浪与支撑装置，其结构包括上部平台、消浪与支撑装置和锚泊系统。其中消浪与支撑装置包括若干非金属管件和球形节点连接件，管件包括若干横向杆件3、若干纵向杆件4、若干竖向杆件5和若干斜向杆件9，球形节点连接件包括球形节点连接件1、球形节点连接件2、球形节点连接件6、球形节点连接件7以及球形节点连接件8。

上部平台10通过平台连接件11的杆件孔14与消浪支撑装置连接，平台连接件11通过螺栓孔15用高强度塑料螺栓与平台10连接。锚泊系统由锚绳锚链13和锚共同限定装置的位置，锚绳13通过连接件与消浪装置的上下球节点连接。

需要进一步说明的是，装置中的所有管件均采用圆筒状管道，所述的管件包括横向杆件3、纵向杆件4、竖向杆件5以及斜向杆件9，每根杆件的长度由数米到数十米，直径由十几厘米到几十厘米不等，并且所有管件通过热熔等的方式与球形节点连接件1、2、6、7、8交错连接，整个装置组装方便快捷。在本实施例中，所述的管件和球形节点连接件全部采用非金属复合材料，其中所使用的管件均采用三层复合材料，分别为H D P E内衬层、纤维增强复合材料骨架层和H D P E外保护层，具有耐腐蚀、重量轻、造价低、刚度适中等优点，能够承受外海风浪流荷载条件。

请参阅附图3，所有管件通过热熔的方式与各个球形节点连接件连接，组装成稳定的几何单元，几何单元结构整体规则，重复的几何单元扩展组成空间杆系结构，使整个装置组装方便快捷。

请参阅附图4、5、6、7、8，球形节点连接件所使用的球形节点均为实心体，所使用的杆件连接件直径与管件内壁直径一致，通过注塑的方式，结合成型工艺和连接工艺，将杆件连接件与球形节点连接成为球形节点连接件，其尺寸相对管件长度较小，能够实现桁架结构管件汇交、可靠传力、快速组装。不同的球形节点连接件可实现装置的两层、三层甚至多层的连接。

请参阅附图9，平台连接件11用来连接上部平台10和消浪与支撑装置，上部平台10与平台连接件11通过螺栓孔15用高强度塑料螺栓连接，消浪与支撑装置通过杆件孔14连接在平台连接件11上，使整个平台装置更加稳固。

Claims

1.一种非金属空间桁架（网架）式海上消浪与支撑装置，其特征在于：包括上部平台、消浪与支撑装置和锚泊系统，其中消浪与支撑装置包括若干非金属管件及球形节点连接件，所述的管件包括横向、纵向、竖向以及斜向杆件；所述的非金属球形节点连接件的球形节点采用实心体，节点上注塑不同数量的杆件连接体，可连接多根管件；上部平台通过平台连接件与消浪装置连接，锚泊系统由锚绳、锚链和锚共同限定平台位置。

2.根据权利1所述的一种非金属空间桁架（网架）式海上消浪与支撑装置，其特征在于：所述的管件以及球形节点连接件全部采用H D P E等非金属材料或复合材料，复合工艺包括挤出、浇筑、缠绕、粘接、叠层等。

3.根据权利1所述的一种非金属空间桁架（网架）式海上消浪与支撑装置，其特征在于：所述的管件包括横向、纵向、竖向以及斜向杆件，每根杆件的长度由数米到数十米，直径由十几厘米到几十厘米不等，通过球形节点连接件沿不同方向交错连接，组装成稳定的几何单元，几何单元结构整体规则，重复的几何单元扩展组成空间杆系结构；所述的空间桁架（网架）结构单元不仅限于图示的型式，其他型式的桁架（网架）结构单元也在本权利要求之内。

4.根据权利1所述的一种非金属空间桁架（网架）式海上消浪与支撑装置，其特征在于：所述的球形节点连接件的球节点为实心球，尺寸相对管件长度较小，节点上注塑不同数量、不同方向的杆件连接体，连接多根管件。

5.根据权利1所述的一种非金属空间桁架（网架）式海上消浪与支撑装置，应用于海上休闲渔业平台、浮式防波堤等，其特征在于：所述的上部平台上可增加栏杆等防护装置，其形式不限；上部平台通过平台连接件与消浪支撑装置连接，其中上部平台可采用木质、H DP E以及其他非金属材料或复合材料；所述的平台连接件通过高强度塑料螺栓与平台连接，其中平台连接件可采用H D P E等非金属材料或复合材料，其结构不限于图示型式；高强度塑料螺栓可采用R E N Y（玻璃纤维强化聚酰胺）、PA（尼龙）、PC（聚碳酸酯）等材料；锚泊系统由锚绳、锚链和锚共同限定装置的位置，锚绳通过连接件与消浪装置的上下球节点连接，也可以采用其他锚泊形式。