CN115748819A - 利用海洋养殖网箱防波的水中悬浮隧道 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用海洋养殖网箱防波的水中悬浮隧道予以实现的技术方案是：该利用海洋养殖网箱防波的水中悬浮隧道包括悬浮隧道管体，所述悬浮隧道管体通过锚索锚固于海床，在所述悬浮隧道管体的两侧、并沿所述悬浮隧道管体轴向间隔的布置有多个海洋养殖网箱，所述海洋养殖网箱包括框架系统、网衣系统、锚泊系统和配重系统；所有的海洋养殖网箱在所述悬浮隧道管体的两侧形成线形阵列，用于抵御波浪对所述悬浮隧道管体的冲击，从而提高所述悬浮隧道管体的稳定性，同时延长所述锚索的使用寿命。其中的海洋养殖网箱发挥防波和水产品养殖的双重作用，既能保障水中悬浮隧道的安全，又充分利用了海洋空间，提升经济性。
Description
技术领域
本发明涉及跨海通道工程技术和波浪能发电技术，具体是一种通过海洋养殖网箱防波的水中悬浮隧道。
背景技术
为保障经济社会高速发展需加速建设跨越广袤海域的快速通道。目前，桥梁、沉管隧道是跨海通道的主要形式。跨海大桥基础和桥墩建造难度大、造价高，车辆通行易受大风、浓雾等恶劣天气限制，海面舰船的航行也受到影响。沉管隧道通常架设于海底下方，受恶劣天气影响小，不会影响海面舰船的航行，但随着水深和跨越长度增加施工难度和建筑成本会急剧升高。水中悬浮隧道是一种新型的跨海结构形式，近年来得到了国内外的广泛关注。水中悬浮隧道不受地理地形约束，不影响水面交通，特别是单位长度隧道造价不随跨越长度的增大显著提升，被称为21世纪最具竞争力的跨海结构形式。
水中悬浮隧道系统主要由管体和锚索构成，管体自身的浮力大于重力，通过锚索系统提供系泊力使管体受力状态保持平衡，悬浮于水中。因此，波浪会对水中悬浮隧道产生显著的影响。悬浮隧道的管体在波浪作用下产生升沉运动，不仅影响悬浮隧道内部车辆通行，还会加剧锚索的疲劳损伤，严重威胁运行安全。布设防波装置减弱波浪对水中悬浮隧道的冲击十分必要。传统的防波装置功能单一，大多只具有防波作用，通过传统防波装置为水中悬浮隧道防波的方案经济性较差且造成大量海洋空间浪费。如何在实现水中悬浮隧道防波功能的同时兼顾经济性和海洋空间利用效率是当前亟待解决的难题。
发明内容
针对现有技术，本发明提出了一种通过海洋养殖网箱防波的水中悬浮隧道，海洋养殖网箱发挥防波和水产品养殖的双重作用，既能保障水中悬浮隧道的安全，又充分利用了海洋空间，提升经济性。
为了实现上述目的，本发明一种利用海洋养殖网箱防波的水中悬浮隧道予以实现的技术方案是：该利用海洋养殖网箱防波的水中悬浮隧道包括悬浮隧道管体，所述悬浮隧道管体通过锚索锚固于海床，在所述悬浮隧道管体的两侧、并沿所述悬浮隧道管体轴向间隔的布置有多个海洋养殖网箱，所述海洋养殖网箱包括框架系统、网衣系统、锚泊系统和配重系统；所有的海洋养殖网箱在所述悬浮隧道管体的两侧形成线形阵列，用于抵御波浪对所述悬浮隧道管体的冲击，从而提高所述悬浮隧道管体的稳定性，同时延长所述锚索的使用寿命。
进一步讲，本发明所述的利用海洋养殖网箱防波的水中悬浮隧道，其中：
所述框架系统由高强度聚乙烯管制作而成，为网箱提供浮力和操作平台,并承受波浪冲击作用。
所述网衣系统采用聚乙烯材质,网格为菱形,所述网衣系统与所述框架系统和所述配重系统相连；所述框架系统通过铰接与所述锚泊系统相连。
所述锚泊系统中的缆绳与海床保持一定的倾角。
所述配重系统包括沉子和底圈，所述沉子由硅块制成，所述底圈由圆形钢管制成,所述沉子通过绳索悬挂于所述底圈的下方,所述底圈安装于所述网衣系统的下端。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过在悬浮隧道两侧布设海洋养殖网箱，为水中悬浮隧道抵御波浪，提高了悬浮隧道的安全性，在充分利用海洋空间资源的同时，也节约了大量成本。本发明中海洋养殖网箱的迎浪面相较于其他构型的浮式防波堤较大，可更大范围的反射入射波浪，并且由于网箱系统的框架较宽，消波性能比较理想。利用网箱作为防波堤，避免了在悬浮隧道周围建立防波堤，实现了海洋空间立体开发，节约了大量的资源。与现有浮式防波堤相比，网箱系统在充当防波堤的同时，还能充分利用所在海域的空间资源，在网箱内部进行水产品养殖。海洋养殖网箱位于悬浮隧道附近，离人类活动区较远，空间大、水体流动性好，鱼类的排泄物和残饵能及时被水流带走，能够维持良好的水质条件，水产品养殖质量高，并且绿色环保。
附图说明
图1为利用海洋养殖网箱防波的水中悬浮隧道的结构示意图；
图2为图1所示水中悬浮隧道的侧视图；
图3为图中1中所示海洋养殖网箱的结构示意图。
图中：1-悬浮隧道管体，2-锚索，3-框架系统，4-网衣系统，5-锚泊系统，6-配重系统，7-沉子，8-底圈。
具体实施方式
本发明提出了一种通过海洋养殖网箱防波的水中悬浮隧道的设计思路是：悬浮隧道作为一种海洋结构物，直接处于波浪、水流作用的环境中，所受主要外荷载之一就是作用在其上的波浪荷载。波浪流过悬浮隧道时，由于隧道特有的形状特点，会对隧道产生影响，这是由波浪和在其周围形成的特定流场造成的，由此可能会对隧道结果产生强烈的振动。需要在悬浮隧道外围设置防波堤减缓波浪以及水流对于悬浮隧道的作用。本发明通过海洋养殖网箱来抵御波浪对水中悬浮隧道的冲击，在保障水中悬浮隧道运行安全的同时充分利用海洋空间进行水产品养殖，提高了整体建造方案的经济性。
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。
如图1和图2所示，本发明提出的一种利用海洋养殖网箱防波的水中悬浮隧道，包括悬浮隧道管体1，所述悬浮隧道管体1通过锚索2锚固于海床，通过所述锚索2保持平衡状态。在所述悬浮隧道管体1的两侧、并沿所述悬浮隧道管体1轴向间隔的布置有多个海洋养殖网箱，所述海洋养殖网箱包括框架系统3、网衣系统4、锚泊系统5和配重系统6；所有的海洋养殖网箱在所述悬浮隧道管体1的两侧形成线形阵列，发挥浮式防波装置作用，用于抵御波浪对所述悬浮隧道管体1的冲击，提高所述悬浮隧道管体1的稳定性，并延长所述锚索2的使用寿命。
如图3所示，所述框架系统3通过所述锚泊系统5锚固于海床底部，在所述悬浮隧道管体1两侧布置，发挥防波作用，所述框架系统3的强度能够维持整个网箱的外形不发生显著变化，所述框架系统3由高强度聚乙烯管制作而成，为网箱提供浮力和操作平台,并承受波浪冲击作用。所述网衣系统4采用聚乙烯材质,网格为菱形,所述网衣系统4的顶部安装于所述框架系统3，所述网衣系统4的底部安装所述配重系统6，主要作用为维护养殖水体,为水产品提供生存场所并预防敌害。所述框架系统3通过铰接与所述锚泊系统5相连进而与海底基础相连。所述锚泊系统5中的缆绳与海床保持一定的倾角，以提供充足系泊力，抵抗风浪和水流的冲击。所述配重系统6包括沉子7和底圈8，所述沉子7由硅块制成，所述底圈8由圆形钢管制成,所述沉子7通过绳索悬挂于所述底圈8的下方,所述底圈8安装于所述网衣系统4的下端，通过重力作用使所述网衣系统4内部保持充足的养殖水体质量，提供养殖海洋水产品所需的体积空间，保持网箱的有效养殖水体。
实施例，本发明利用海洋养殖网箱防波的水中悬浮隧道建造的基本步骤如下。
步骤1、悬浮隧道管体1分段制造而成，每段管段上设置固定的锚泊点用于和锚索2铰接相连，锚索2的安装与管段和锚索的连接在岸上完成。
步骤2、带有锚索2的悬浮隧道管段在岸上完成对接形成悬浮隧道管体1。安装完毕后，将悬浮隧道管体1沉入水下，将锚索2锚固在海床上，利用上下浮力差稳定悬浮隧道完成安装。
步骤3、将海洋网箱的框架系统3、锚泊系统5、配重系统6的沉子7，,网衣系统4在岸上制造并完成连接。其中，网衣系统4收在框架系统3的上部。
步骤4、将组装好的海洋网箱拖运至到事先预置好的海域，根据事先计算的锚泊位置进行抛锚，在悬浮隧道管体1外完成防波堤阵列设置，完成海洋网箱框架和防波功能的设置。
步骤5、如图2和图3所示，将多个海洋养殖网箱的框架系统3在悬浮隧道管体1两侧外按直线阵列安装完毕后，将收在框架系统3上部的网衣系统4和配重系统6进行释放，让沉子7和底圈8下落带动网衣系统4张开，最后借助来流作用完成网衣系统4的展开，将海洋网箱安装完毕进而完成整个系统的安装。
尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (5)
1.一种利用海洋养殖网箱防波的水中悬浮隧道，包括悬浮隧道管体(1)，所述悬浮隧道管体(1)通过锚索(2)锚固于海床，其特征在于，在所述悬浮隧道管体(1)的两侧、并沿所述悬浮隧道管体(1)轴向间隔的布置有多个海洋养殖网箱，所述海洋养殖网箱包括框架系统(3)、网衣系统(4)、锚泊系统(5)和配重系统(6)；所有的海洋养殖网箱在所述悬浮隧道管体(1)的两侧形成线形阵列，用于抵御波浪对所述悬浮隧道管体(1)的冲击，从而提高所述悬浮隧道管体(1)的稳定性，同时延长所述锚索(2)的使用寿命。
2.根据权利要求1所述的利用海洋养殖网箱防波的水中悬浮隧道，其特征在于，所述框架系统(3)由高强度聚乙烯管制作而成，为网箱提供浮力和操作平台,并承受波浪冲击作用。
3.根据权利要求1所述的利用海洋养殖网箱防波的水中悬浮隧道，其特征在于，所述网衣系统(4)采用聚乙烯材质,网格为菱形,所述网衣系统(4)与所述框架系统(3)和所述配重系统(6)相连；所述框架系统(3)通过铰接与所述锚泊系统(5)相连。
4.根据权利要求1所述的利用海洋养殖网箱防波的水中悬浮隧道，其特征在于，所述锚泊系统(5)中的缆绳与海床保持一定的倾角。
5.根据权利要求1所述的利用海洋养殖网箱防波的水中悬浮隧道，其特征在于，所述配重系统(6)包括沉子(7)和底圈(8)，所述沉子(7)由硅块制成，所述底圈(8)由圆形钢管制成,所述沉子(7)通过绳索悬挂于所述底圈(8)的下方,所述底圈(8)安装于所述网衣系统(4)的下端。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118007698A (zh) * | 2024-04-09 | 2024-05-10 | 西南石油大学 | 一种链条式悬浮隧道锚索安装及更换方法 |
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2022
- 2022-12-31 CN CN202211741215.XA patent/CN115748819A/zh active Pending
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