CN85103227A

CN85103227A - 锚装置

Info

Publication number: CN85103227A
Application number: CN85103227.3A
Authority: CN
Inventors: 克劳斯·约翰·李纳多
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-04-23
Filing date: 1985-04-23
Publication date: 1986-10-22
Also published as: CN1005475B

Abstract

用于海上或者陆上的锚装置，包含一个靠压在海底或者地面的板片(15)、以及数个延伸穿过该板片(15)而进入海底或者地层并且形成一个管状封套的圆柱状元件(16)。

Description

本发明是关于一种使用于海上或陆上的锚装置。

该种锚装置本质上是欲用于固定海上的构造物例如浮动的装备或类似目的的船隻，以便相当容易並且灵活地将其停泊。再者，作为有更持久性的结构，本发明的该种锚装置可以被使用作，例如牵引装置台，系泊或者承载浮标，利用风力、波浪或热能的设备，不同类型的连结于海底的，刚性或者铰链连接的构造物，例如钻孔钢套以及荷重之圆柱状物。不管如何，该种锚装置亦可以被使用于陆地上以便支撑一些构造物例如楼塔、桅杆、或者脚手架。

在传统的锚固定方法中，在涉及浮动的装备或者类似的构造物时，是将许多锚，数量为8到12，配布于该装备的四周。该等锚藉助特殊的锚操纵船从该装备上放出去，然后被朝向该装置拉动，直到它们与海底部咬合为止。该种锚类似于传统之船锚的型态，並且大致上仅可以藉助水平的力量而被支持，其锚缆因此必须具有一长度足使其由于重力而具有一曲线的形状，该缆绳在咬合的位置係正切于一水平缆绳。不管如何，如果邻接于锚的缆绳藉助重锤而被压住的话，该缆绳的长度可以稍微缩短些。在用锚固定的时候很难预料固定的最终位置，亦即该锚能提供充分支持能力的位置。再者，该锚会受到拉动之方向偏差的影响，此拉动会致使锚翻覆並且丧失功能。因此，必须将数个锚配布在该装备的四周。

总之，配备重绞车和长缆绳的许多锚单元会使整个锚系统具有甚大的总重量，此将降低在一预定之浮力状况时该装备的载重能量。

FR2，383，825描述一种先前技术的锚装置，含有一个板片与一个延伸穿过上述板片的柱竿，以便连结一条锚链。不管如何，因为该柱竿延伸穿过该板片的中央，仅在该柱竿相对于其长度具有一较大的直径时，才可能配置锚固定力之作用线使其经过该柱竿的压力中心，此意谓着将很难将该柱竿撞击进入海底或者地面。

本发明的目的在于提供与由较大直径的大管子所提供的力相似的力特征，並且因而提供一种能够承担较大垂直分力的安全锚装置。

本发明的锚装置包括一个靠在海底或地面上的板片，以及延伸穿过该板片进入海底或者地层里的圆柱状元件，其特征为有数个这样的元件（16）配置在一起，形成一个管状的封套。

此种锚装置可以用一相当容易的方法在较大的深度里藉助简单的操作及低的动力而使其咬合与拆解。因此，该种锚装置的大部份均可被再度使用。

因为该种锚装置可以被垂直分力所支持，所以可以使用较短的锚缆绳。因为该种锚装置可依据预定位置的地质状况来决定尺寸，所以每一个锚单元将更为可靠实用，並且因而将需要较少数量的锚单元。较短的缆绳与较少量的单元构成了一种具有较低之重量的锚系统。

本发明也涉及本发明的锚装置的使用，其特征为至少有两个锚装置藉助支绳（13）被固定地互相连结于一个接合点（12），该接合点是藉助一条主缆绳（11）而被连结于欲用锚固定的物体（10），该支绳（13）被连结于板片（15），並且锚固定力的作用线大致上是延伸穿过管状封套的压力中心。

为了更详细地说明本发明，请参阅随附的图式，其中：

图1为一个被四个本发明之锚装置所固定的装备之概要的立体外观图;

图2 为该种锚装置的一个立体外观图;

图3 为沿图2之a-a线的一个横截面图;

图4系为该种锚装置上的一个附助装置的一个局部横截面图;

图5 为被四组，每一组具有三个本发明的锚装置，所固定的一个装备之概要的立体外观图;

图6描述一组如图5所示的三个锚装置的几何;

图7 为配置六条支绳时该等支绳与锚装置的一个平面图;

图8 为类似于图7所示的一个平面图，该等锚装置与支绳互相违结而形成一个网状的结构;

图9 为配置五条支绳时类似于图7所示的一个平面图。

在图1里，一个浮在水面上的装备（10）被四个相同的本发明的锚装置（14）所固定住，该等锚装置的每一个均具有一条锚缆绳（11）。该种锚装置（14）在图2里被描述的更为详细，並且包括一个靠在底部的底部板片（15），上述的板片较适宜者是为圆形，以及许多圆柱状的元件（16），该等元件被撞击穿过底部板片进入底部的物质而形成一个管状的封套，在此实例里是如图2之点划线所示的圆柱状封套，其中仅有少数元件被描绘出来。该底部板片（15）在元件（16）所形成之管子的上端形成一个凸缘。藉助此种配置可以获得相同于藉助使用传统的方法所构成之具有均匀弧状壁面的单一管子所获得的力量特征，而不需要广泛的工作就可将这样的管子置入底部地层里。该等元件被底部板片所支持，该板片提供了一个坚固的连结，该束元件整体被该坚固的底部板片保持在一起。

由于该种锚装置（14）被构造成如图所示，为了将该装置咬合于一个预定的位置並且为了将该装置从上述的位置拆解下来，必须要有相对于支持力为很小的动力源。

底板（15）的尺寸、元件（16）的数目、以及上述元件的尺寸必须配合地质的状况，使得所需之撞击力相对于所获得之锚装置的支持能力被定得最适当。为了增加该束元件的侧向抗力，该等圆柱状的元件可被配置成为如图3所示的一种所谓的Z字形。为了进一步的增加该装置的能力，凝结的物质或者这种物质的混合物，例如一种水泥与水的混合物，可以被注入该等元件四周的底部里，以便使该底部更为坚固。在设定尺寸並且构造该种锚装置时，必须使锚固定之力的作用线穿过压力的中心，並且该装置之侧向及轴向的抗力同时必须足以承受各个方向的分力。

压力中心的位置不仅由该束元件的尺寸与配置来确定，还由该底板的面积以及底部地层的性质来设定。

当该力量的作用线穿过压力的中心时，该力量可以容易地被分解成一个横向的分力与一个轴向的分力，並且没有力矩作用在该锚装置上，此可以藉助将缆绳附助装置配置在该锚装置的边缘而达成。然后，当该锚装置被支持住时，该等元件将藉助力矩从该板片传送至该等元件（塞挤）而自动地锁固于该底板里。

如果该锚装置被制成对称于一个轴的四周，其支持力在所有朝向的方向里将全部相同。如果该种附助装置被制成可以替换的，且其可以沿着该板片之圆形边缘的周围自由移动，则当锚固定力的作用线与经过该底板之中心（对称轴）的垂线相交时不管该锚缆绳的方向如何，该锚装置不会遭受到扭矩的作用。

在底板（15）上有一个缆绳附助装置（17）供锚缆绳（13）连结于锚装置，该附助装置系装设在底板的边缘並且可以沿着上述的边缘自由地移位。

这种缆绳附助装置如图4所示，並且以一个凹处（21）抱住两个藉熔焊而连结于板片的导轨（19）及（20），导轨（19）为环状，並且沿着该底板（15）的外缘延伸，而导轨（20）沿着板片圆柱表面的上部延伸。因此，该附助装置经该导轨的引导而移位。

在图5里，所描述的是一种方法，其中锚装置（14）被适当地用来固定一个浮在水面上的装备（10）。配置有四组相同的锚装置，每一组具有三个本发明的锚装置，並且其每一组均包括一条锚缆绳或一条主缆绳（11），其一端连接该装备，另一端连接于一个块状物（12）。有三条支绳（13）从该块状物（12）延伸出来，其每一条连接一个与海底咬合在一起的锚装置（14）。该种缆绕不仅可为钢索亦可为合成纤维制成者，以及链条和其之组合。该等锚装置被配布在该块状物（12）的四周，並且为了适当的使该配置起作用，必须至少具有两个装置，但是，为了对称之故较适宜者是使用至少三个锚装置。其数量当然亦可以大于3。不过，在那种情况下，为了获得一种如下将描述的设定的静态负荷分布，则在实例里需要特殊的配置。

请参阅图6，该种锚固定法原则上是以力的大小与方向的转换，以及力量的传递为甚础的，也即藉助将力分成数个向量，例如将具有大升角a的主绳（11）上的力转换成具有较小的升角a₁、a₂、a₃的支绳上的数个力，並且借助将主绳上全部锚固定力分成数个在支绳上的几个锚固定力，而使大力减小。该升角一般说来为作用线与力在附着点分别相对于水平面的倾斜角，该角在附着点处，于通过垂线的平面内测量。因为一条缆绳仅可以沿其纵向传送力量，所以其力量几何，即向量几何，将由该缆绳几何来确定。当该锚装置（14）最为有效时，该等支绳（13）的身长因此将被该等力量的方向所确定，该等锚装置同时被决定尺寸，因而支绳的方向将配合缆绳配置之其馀部份所需尺寸。如果a＞an，其中n＝1，2，3，不管锚固定力的大小和方向有其他变动，该等锚装置（14）将不变动。

为限制该种配置的负荷，而需要三个以上的锚装置（14）的情况下，可以借助不同的具体实施例以便静态地设定力量。

在图7里揭露了一个该类具体实施例，其中由于该等装置被互相连结成为一种含有六个锚装置（14）的分叉的配置，该等锚装置的力减小了。连结于块状物（12）的支绳（13）的数目减少为3条缆绳。此是由于所有的缆绳总是被拉紧並且该等力量被静态地设定而达成的，同时该配置不包括有移动的部份。该种配置可以连续地被延伸，以致包含一个不定数目的锚装置。

如果选定如图8所示之具体实施例，该等支绳的互相连结，亦即网状结构，可被构成有点复杂，因而将要采用较高或较低程度的间接手段，从而获得另一种力的分布，在图8的具体实施例里，该等虚线表示可以被除去的缆绳。如果这些缆绳被包含于该网状结构里，它们会被置于该块状物下面的一个平面里，並且与该块状物独立地互相连结在一起。

藉助将该等锚装置（14）如图9所示地互相连结，该等锚装置的力将被相邻的锚装置所减小，例如（14a）、（14b）、及（14c）、（14d）分别地藉著一条共同的缆绳（13′）与（13″）而分别地互相连结成对，该每条缆绳穿过该块状物（12）里的一个锚链孔或绕过其中的一个滑轮（18）。则合成力作用在该块状物上，好像一条缆绳的力一样。此种配置工作的先决条件是，在该锚链孔与滑轮里的摩擦力分别地相对于该等锚装置力均为很小。如果没有摩擦力存在（摩擦系数＝0），作用于互相连结成对的两个锚装置上面的力将相等。

除了上述的该等具体实施例之外，亦可以使该等支绳具有弹簧元件，其中该等支绳的数目大于3。那时，所有的缆绳将随时保持拉紧，並且如果在该等缆绳之一里的力量由于一不平均的负荷分布而增加时，该弹簧将被伸长，並且因而其他锚装置的力量分布将改变。

Claims

1、用于海上或陆上的锚装置，包含一个靠在底部或地面上的板片(15)，以及延伸穿过该板片(15)而进入海底部或地层的圆柱状元件(16)，其特徵为数个元件(16)配置在一起而形成一个管状的封套。

2、如权利要求第1项所述的锚装置，其特征为该等元件（16）具有圆形的横截面，並且绕着一个轴对称地配置在圆形的板片（15）里。

3、如权利要求书第2项所述的锚装置，其特征为一个锚缆绳（11）的附助装置在该板片（15）的边缘。

4、如权利要求书第3项所述的锚装置，其特征为该附助装置（17）可沿着该板片的圆形周边自由移动。

5、如权利要求书第1至4项之任一项所述的锚装置，其特征为该等元件（16）配置于该板片（15）里呈Z字形。

6、如权利要求书第1至5项的任一项所述之锚装置的使用，其特征为至少有两个锚装置藉助支绳（13）被固定地互相连结于一个接合点（12），该接合点是藉助一条主缆绳（11）而连结于欲用锚固定的物体（10），该支绳（13）连结于板片（15），並且锚固定力的作用线大致上穿过管状封套的压力中心。

7、如权利要求第6项所述的使用，其特征为两个相邻的锚装置（14）藉助一条共同支绳（13）而被互相连结成对。

8、如权利要求第6项所述的使用，其特征为该等锚装置（14）藉助支绳（13）而连结于该接合点（12）以便形成一个纲状结构。

9、如权利要求书第6项所述的使用，其特征为两个相邻的锚装置（14a、14b;14c、14d）被一条自由地穿过该接合点（12）的共同支绳（13′;13″）连结成对。