CN204023609U - 复合蒙皮重力式下潜垂直定位抗拔桩 - Google Patents
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Abstract
网箱养殖由于基础技术的缺失，台风袭击下损失惨重。复合蒙皮重力式下潜垂直定位抗拔桩，采用钢构件焊接成的笼状骨架，外包裹复合蒙皮，顶面及底面钢板封闭，构成一个封闭的柱形壳体，柱形壳体下部连接上钢筋混凝土锥体柱，顶板装设注砂管管头，中心装设直通到钢筋混凝土锥体柱前端的注水管，吊耳通过吊耳环铆接固定在柱形壳体上，形成一端为浮力舱，一端为压载舱的桩柱，入水后它会无条件平衡，垂直立于水中，通过先注水后注砂，使桩就位。若下潜困难则开启高压泵，通过中心喷水管喷射桩前方土体助沉，有特殊要求的则由喷水改为喷水泥砂浆。本专利经济，高效，可靠地解决了高抗拔力基础问题，对网箱养殖业发展有重要作用。
Description
技术领域
复合蒙皮重力式下潜垂直定位抗拔桩是一种解决水下工程需提供高抗拔力的新型桩，属海洋工程领域。
背景技术
网箱养殖是海洋经济的重要部分，但由于没有相应的可靠锚固系泊系统配套，在台风袭击下由于基础及系泊技术的缺失，造成养殖网箱在台风袭击下遭受毁灭性打击，如2011年9月底海南临高的养殖网箱，在台风”尼格”袭击下全军覆灭，一半被吹至外海丢失，一半吹到岸边打烂，快收获的鱼一条都没收回来，仅三家公司的经济损失就近8亿，同样的灾情2013年7月发生在广东阳江，饶平，同年9月发生在福建漳州，各地均损失数亿元，使无数养殖户血本无归。
按理说解决网箱基础及系泊并不难，海洋石油工程及港口建设工程，均已有一套成熟技术及装备，但作为海水养殖或其他民营水上工程，是不可能承担高昂的海上作业费的，为海水养殖网箱及其他民营水上工程，提供经济可靠的高抗拔力基础，就必须打破常规，另辟新路。
由本专利发明人研发，已获受权的专利”气囊调节浮力可随水位涨落升沉的柔性结构张力腿式深水网箱”(专利号201320623481.2)，提出了基于海洋石油立柱式平台理念的浮力柱慨念，即密闭的柱状浮体一端为浮力舱，一端为压载舱，在水中它会无条件平衡，即不论入水角度如何，都会自行回复到浮力舱在上，压载舱在下的垂直立于水中状态。另一个专利“深水系泊柱”(专利号：ZL201320616701.9)也阐述了浮力柱的慨念，因此，对密闭的柱状浮体的浮力舱注水，便可实观垂直下潜，这就为本实用新型提供了创造的原型。
参考专利文献
[1]”气囊调节浮力可随水位涨落升沉的柔性结构张力腿式深水网箱”专利号201320623481.2发明人：古国维专利权人：古国维
[2]“深水系泊柱”专利号：ZL201320616701.9发明人：古国维 专利权人：古国维
发明内容
本专利采用前述的本专利发明人研发，已获受权的专利”气囊调节浮力可随水位涨落升沉的柔性结构张力腿式深水网箱”(专利号201320623481.2)，所提出的基于海洋石油立柱式平台理念的浮力柱慨念，即密闭的柱状浮体一端为浮力舱，一端为压载舱，在水中它会无条件平衡，即不论入水角度如何，都会自行回复到浮力舱在上，压载舱在下的垂直立于水中状态。另一个专利“深水系泊柱”(专利号：ZL201320616701.9)也阐述了浮力柱的慨念，因此，利用对密闭的柱状浮体的浮力舱注水，便可垂直下潜的性状，构造一款重力式下潜垂直定位抗拔桩，而复合蒙皮则是其经济地构造浮力舱的措施，这样就形成了本专利的技术方案：
1.构件焊接成的笼状骨架，笼状骨架外包裹复合蒙皮，顶面及底面钢板封闭，构造成一个封闭的柱形壳体，封闭的柱形壳体下部连接上钢筋混凝土锥体柱，封闭柱体顶面装设有二个注砂管管头，中心装设直通到钢筋混凝土锥体柱前端的注水管，吊耳通过吊耳环铆接固定在柱形壳体上。
2.在顶面钢板及底面钢板的中心，焊接固定二端头加工好连接螺纹的注水管，上端连接上管件快速接头母头，下端头连接上朝外开口缩小的喷管。
3.若采用自浮拖运方案，二套的消防水带快速接头母头及注水管快速接头母头，先用对应的堵头密闭，投放前旋下堵头，接上水带，软管，同时一对吊耳连接好能伸出泥面1.5m以上的缆绳，缆绳一端系上标志浮球。
复合蒙皮重力式下潜垂直定位抗拔桩，投入水中后，如前述会自动成垂直立于水中状态，作业船泵体通过连接的消防水带对注砂管注水，当重力大于浮力后则垂直下沉，下沉后钢筋混凝土锥体柱插入水下泥面的泥土中，但仍会保持直立状态，这是本发明特别的优点，随后由注水转注砂，在砂的压重下桩体继续下潜，若下潜困难则开启高压泵，通过中心喷水管喷射桩前方土体助沉，有特殊要求的则由喷水改为喷水泥砂浆。
本专利的优点是结构合理，可操作性强，避开了海上作业要借助于高昂的浮吊，打桩船的难点，为海洋工程及海水养殖网箱基础，应用高抗拔力基础提供了一条经济，高效，可靠的新路。
附图说明
图1是本实用新型竖向剖面构造示意图；
图2是柱体笼状骨架构造轴测示意图；
图3是钢筋混凝土锥体柱轴测示意图；
图4是复合蒙皮构造示意图；
图5是钢圈轴测示意图；
图6是吊耳环轴测示意图；
图7是复合蒙皮重力式下潜垂直定位抗拔桩注水下沉定位示意图；
图8是复合蒙皮重力式下潜垂直定位抗拔桩注砂下潜就位示意图。
其中：1钢圈，2纵向角鉄通长杆件，3纵向长杆件可为钢管，镀塑钢管，角缺，H形型材等，长度为顶钢圈及底钢圈间距离，4顶面封闭板，5底面封闭板，6复合蒙皮总成，601镀锌铁皮，602浸渗调置好固化剂的环氧树脂的玻璃纤维布，603浸渗调置好固化剂的环氧树脂的芳纶布，7注水管，8注水管快速接头母头，9消防水带带堵头的快速接头母头，10吊耳环，11吊耳，1201钢筋混凝土锥体柱，1202钢筋混凝土锥体柱预埋件之带锚筋钢板，1203预留通孔，13缆索连接段，14标志浮球，15消防水带，16软管。
具体实施方式
钢圈1直径若在商品钢管供货直径范围，则由商品钢管切割而成，钢圈1高度满足与纵向长杆件2及3搭接贴角焊焊接要求，通常取15cm-30cm。若钢圈1直径较大，一般由钢板卷成管状再焊纵缝，此时应按下程序进行：
a.放样切割；
b.卷板机卷板成型；
c.打磨剖口；
d.纵缝自动焊或手工焊制成焊接管；
e.组对焊接柱体其它附件；
f.焊缝检验，可用磁粉探伤抽检，如有条件可作超声波探伤抽检。
笼状骨架制作是常规的钢结构作业，但由于加蒙皮后全部隐蔽了，不可能返修，因此，应特别小心，不要放过任何缺陷，采取的最有效措施是：严格遵守建造程序，材料选择上应选择可焊性好的钢材，在焊接环节上应有完善的焊接程序，焊缝检测程序，焊接人员应持合格的焊工证书，严禁无证或等级不够人员施焊等。
特别要指出吊耳环10及吊耳11焊接的重要性，制作中一点都不能大意，如普遍所犯的錯误是吊耳11不通过吊耳底座，直接与吊耳环10焊接，其恶果是在巨大拉力作用下，由于吊耳环10壁厚较薄或钢材抗层状撕裂性能不良而产生撕脱。
吊耳环10是通过铆接方式与笼状骨架固定的，使用自攻螺丝简捷可靠。
钢筋混凝土锥体柱为一般钢筋混凝土构件制作无特殊之处，由于是受拉构件，拉力大小又取决于桩外周土壤摩阻力，其拉力相比钢筋混凝土构件本身能抵抗的拉力小得多，因此，钢筋混凝土锥体柱既可用配构造钢筋办法，也可加钢丝短切即钢纤维加强即可，加工应注意是正确预埋带锚筋钢板1202，如图3所示应预埋不少于四块，推荐预埋带锚筋钢板1202为四块，相互间错开90°。
笼状骨架之纵向角鉄通长杆件2，配合钢筋混凝土锥体柱预埋件之带锚筋钢板1202，四块相互间错开90°的配置，纵向角鉄通长杆件2也应相互间错开90°的配置，这样如图1示，笼状骨架之纵向角铁通长杆件2，插入钢筋混凝土锥体柱后，与预埋带锚筋钢板1202焊接固定。
本专利优点是浮力舱自重小，在投放入水前复合蒙皮重力式下潜垂直定位抗拔桩自重小，因此，不必动员专业的浮吊，利用辅助作业船加装的扒杆，甚至将桩直接推下水即可。下水前检查接好连接水带15，软管16，缆索连接段13，标志浮球14，打开另一个消防水带堵头快速接头母头9里的堵头。桩入水后由辅助作业船上的泵通过消防水带15注水下沉，相比将进水口设置在浮力舱下部，开阐注水的简单办法，本专利设计下沉更可控，可准确将桩沉放到指定位置，桩下沉后钢筋混凝土锥体柱插入水下泥面的泥土中，但仍会保持直立状态，这是本发明另一特别的优点，随后由注水转注砂，在砂的压重下桩体继续下潜，若下潜困难则开启高压泵，通过中心喷水管喷射桩前方土体助沉，有特殊要求的则由喷水改为喷水泥砂浆。
复合蒙皮重力式下潜垂直定位抗拔桩就位后缆索连接段13，标志浮球14漂起在泥面，届时潜水员将它与工作浮体如网箱，船舶系泊缆连接即可。
Claims (1)
1.复合蒙皮重力式下潜垂直定位抗拔桩，其特征是用钢构件焊接成的笼状骨架，笼状骨架外包裹复合蒙皮，顶面及底面钢板封闭，构造成一个封闭的柱形壳体，封闭的柱形壳体下部连接上钢筋混凝土锥体柱，封闭柱体顶面装设有二个注砂管管头，中心装设直通到钢筋混凝土锥体柱前端的注水管，吊耳通过吊耳环铆接固定在柱形壳体上。
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