CN205124711U - 装配式与人工渔礁结合的自系泊张力腿式网箱 - Google Patents

Abstract

装配式与人工渔礁结合的自系泊张力腿式网箱，特征是钢质管材制作的田字形框架，靠网池一侧焊有钢栏杆及钢扶手，周圈钢管及中央十字交叉一部分，为填充塑料发泡体的永久浮力舱，中央十字交叉钢管的另一部分，为装设有二套进/排气管阀及一套进/排水管阀的可变浮力舱，网箱系泊采用自系泊与外系泊结合方式，抗风浪、自系泊、生态环保、预制拼装而快速省工，是该网箱特点。

Description

装配式与人工渔礁结合的自系泊张力腿式网箱

技术领域

装配式与人工渔礁结合的自系泊张力腿式网箱，是一种解决各种深度(浅，中，深)水域的新式经济型网箱，突出台风袭击不撤离或不下沉时，仍有可靠的抗风浪安全性，提出了强容错装配式建造方案，以适应网箱组装场地临时、简陋的现状，另外，人工渔礁结合的自系泊***不但系泊更安全，同时利于网箱水域野生鱼类繁衍生息，对防荡板的环保作用更增强。本发明属海洋工程领域。

背景技术

网箱养殖是海洋经济的重要部分，目前由挪威引进的聚乙烯管材(简称HDPE)制作的网箱遍地开花，在黄渤海，东海，南海，都在大量使用，这种以HDPE材料制作的浮式或沉浮式网箱，虽然沉浮式网箱有沉浮功能，台风袭击前可沉于一定深度，规避水面最大的波浪冲击，但从实践来看这种网箱仍有下列致命的缺陷：

1.不适应海流的冲击，据观察海流速度仅达0.257m/s时就可能发生变形，在流速达1m/s时将损失80％网箱养殖容体，这样受制于海流，就丧失了大量水质交换条件更好的养殖资源。

2.由于上述的原因这类网箱只能在风平浪静的内湾使用，由于养殖户蜂拥在这个狭小的内湾内，造成湾内水质十分恶劣，甚至臭气冲天，鱼品质差，鱼病多，海滨城市丧失了最可贵的一线海景，这就逼使地方政府为了城市开发，不得不强行去驱赶内湾，近岸网箱养殖户，如广东从西向东都在清理、强拆内湾养殖网箱，但因没有开阔水域使用的技术支持，这就使这些过去的渔民处于无魚可捕，又无海可耕的十分困难的境地。

3.HDPE网箱强度低，平面刚度差，易失稳，自2011年以来，台风所至，养殖网箱均全军覆没，浮式或沉浮式HDPE网箱根本不可能抗台风。

4.沉浮式HDPE网箱的沉浮功能，使网箱在台风袭击前可沉于一定深度，规避水面最大的波浪冲击，但由于应用水域不当，下潜抗风浪效果不大，因为，直至2014年，我国并无置于外海深水区的网箱，现所讲的所谓深水网箱，其实是置于水深20m以内，离岸不到20km，相比近岸、内湾网箱水稍深，路稍远些的网箱。在这种浅，中水深水域，波浪影响随深度衰减并不明显，因为只有当水深与波长之比d/λ＞0.5时，即为深水水域时，波浪影响随深度衰减才明显，在半水深处的水质点速度才可能降至水面的1/5，这几年从南到北台风惊过的地方，网箱均全军覆灭就是明证。对此，中国水产科学研究院专家早撰文指出：“对原来普遍认为的网箱下潜的防浪，减流作用，还需要通过大量的实验重新认识。”(见参考文献1)因此，解决这个问题还必须从加强网箱强度及刚度着手，配合结构型式及系泊方式改进，我们认为正确的、首要的措施是：

a.彻底抛弃由聚乙烯管材(简称HDPE)制作网箱的方案，改用强度更高，弹性模量更大的钢质管材；

b.用截面惯性矩更大，扣除自重后浮力更大的大口径钢管，代替目前HDPE网箱主浮管二根直径仅250mm，壁厚15mm的流行规格；

c.目前仍大量采用HDPE，其中一个原因是HDPE组装简单，适应组装场地临时、简陋的现状，因此，应该用更简单的办法，如预制拼装，螺拴连接的建造方案与之抗衡。

此外，养殖水域的环保十分严峻，本人授权专利“可随水位涨落升沉的张力腿式深水网箱”专利号201320095246.2，最早提出用防荡板减少网箱巅波，降低网箱破损风险，同时，养殖鱼的糞便及残饵落在防荡板上，不会落入泥面积累成污染源，而是转化为其他鱼类及物种养份，使网箱成为生态环保型网箱，要成功实施本方案，保护网箱水域野生鱼类繁衍生息就显得十分重要，投放人工渔礁就是保护野生鱼类繁衍生息最有效办法。

本专利是本人系列张力腿式网箱的优化及再创造，特别关于优化建造技术，关于与人工渔礁结合，这系列的新创造将极大提升张力腿式网箱的价值。

参考文献

“我国深海抗风浪工程技术的研究与发展”中国水产科学研究院黄海水产研究所关长涛，林德芳，黄滨，黄文強

“可随水位涨落升沉的张力腿式深水网箱”专利号201320095246.2发明人：古国维专利权人：古国维

“带水面操作平台的张力腿式深水网箱”专利号：ZL201320111630.7发明人：古国维专利权人：古国维

“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ZL201320623481.2发明人：古国维专利权人：古国维

“带防荡板的沉浮式张力腿结构HDPE网箱”专利号：ZL201420225823.X发明人：古国维专利权人：古国维

“自由悬重防荡板沉浮式带张力腿结构准柔性环保型HDPE网箱”专利号：ZL201420268075.3发明人：古国维专利权人：古国维

发明内容

为了突破HDPE网箱的局限，寻求一种安全，可靠，抗台风，特别是不依赖于注水下沉这一技术措施，靠网箱***能力，不下沉也能像石油平台一样抗得住台风，同时，减少建造难度，适应组装场地临时、简陋的现状，建设生态环保型养殖水域，为此，本实用新型采用如下的技术方案：

1.钢质管材制作的田字形框架，靠网池一侧焊有钢栏杆及钢扶手，周圈钢管及中央十字交叉一部分，为填充塑料发泡体的永久浮力舱，中央十字交叉钢管的另一部分，为装设有二套进/排气管阀及一套进/排水管阀的可变浮力舱，一套进/排水管阀及进/排气管阀配合内置气囊，另一套进/排水管阀及进/排气管阀为备份，以实现可变浮力舱的可靠注水排水功能。

2.田字形框架管段按构件运输长宽限制分割，各分割段由由工厂预制，管端焊接连接法兰盘，现场用高强螺栓拼接，但四角部分为适应强容错，即适应各管段拼装产生的尺寸误差，该部分最后焊接连接，并装设导缆及系缆柱。

3.每个缆系及缆柱下端套装浮力块，自由悬重总成也套装浮力块，下悬挂重块，连接缆上系扎下主缆绳，下主缆绳下方系扎供张拉防荡板的另一缆绳，在此时缆绳上张拉上防荡板，防荡板用复合材料蒙皮或幕布做成，防荡板中间设开孔的塑料发泡体的浮力块。

4.自系泊缆一端与自由悬重总成悬挂的重块相连，另一端与置于泥面的人工渔礁型重块相连，人工渔礁型重块特点是：一.体型略高，以利高出泥面，二.设有孔洞，适应鱼类触礁性，两重块间缆索长度以高潮位为张紧状态为准，即平、低潮位重块间缆索是松弛的，这样，网箱就能随水位涨落升沉，而又有自系泊特性，即没有外系泊也能在大风浪中生存，为了在极端条件下生存，附加上外系泊，即另一系泊缆一头系结在导缆系缆管柱上，另一头系结在外系泊***上，如浮筒式系泊***上，对应的辅助系泊缆，一头系结在自由悬重总成，另一头系结在系泊缆上。

2.田字形框架四角设置导缆及系缆管柱，各交汇点设置调重及挂网衣加强缆柱，养殖用网衣上部挂接在网箱的扶手上，下部系扎在下主缆绳上，网衣加劲缆绳系结在框架交汇点导缆及系缆管柱上，实现对网衣的双重保护。

5.导缆及系缆管柱，及各调重及挂网衣加强缆柱，用于放置调重块，由调重块对网箱浮态进行微调，必要时通过调重块加载，用作网箱沉浮控制用。

本专利应用海洋工程成熟，可靠，广泛成功应用的技术，为养殖户提供一款结构合理，可操作性强，经济实用，更强更刚，经济性更好而且现场安装方便的生态环保型网箱，自系泊的创新设计，使网箱没有外系泊也能在大风浪中生存，加上外系泊后，系泊安全性就更高，而自系泊结合人工渔礁的环保设计，为深水养殖的持续发展创造了条件。

附图说明

1.图1是本实用新型结构竖向布置示意图；

2.图2是本实用新型结构平面布置示意图；

3.图3是本实用新型结构舱室功能划分平面示意图，特别表示了中央可变浮力舱进/排气管阀、注/排水管阀布置；

4.图4是管段分割示意图；

5.图5是A放大图，表示四角连接平面示意图；

6.图6是3-3剖面，表示四角连接竖向图；

7.图7是A放大轴测立体图，表示四角交汇处焊接情况，表述了管内塑料发泡体、封板、导缆及系缆管柱、自由悬重总成连接缆绳、栏杆及扶手、套装浮力块的构造示意；

8.图8网衣及网衣加强绳挂接轴测立体图，表述了对网衣的双重保护；

9.图9是C大图，表示管段的高强螺栓连接大样；

10.图10是4-4剖面表示高强螺栓连接法兰盘大样；

11.图11是B放大剖视图，表示自由悬重总成各部件连接示意图；

12.图12是用混凝土制作的重块轴测立体图；

13.图13是用混凝土制作的人工渔礁型重块轴测立体图，表述了其特点：一.体型略高，二.设有孔洞；

14.图14是2--2剖视图，表示中央可变浮力舱钢管内置气囊、进/排气管阀、注/排水管阀、和栏杆立柱构造示意图；

15.图15是防荡板平面布置示意图；

16.图16是防荡板连接轴测立体图，特别表述了防荡板拉结缆与自由悬重总成连接方法；

17.图17是防荡板中央浮块轴测立体图；

18.图18是调重块安装示意图；

19.图19是调重块轴测立体图。

其中：1.永久浮力舱钢管，101.塑料发泡体，102.封板，2，可变浮力舱钢管，201.与气囊联接的进/排气管阀，202.备用进/排气阀管阀进/排气管阀，203.进/排水管阀，204.气囊，205.吊钩，3.导缆及系缆管柱总成，301.立管，302.导缆套筒，4.自由悬重总成，401.悬重杆体，402.吊环，403.浮力块，404.连接缆绳，405.重骨料混凝土制作的重块，406.重块顶面吊钩，407.重块底面吊钩，408.人工渔礁型重块，409.孔洞，410.自系泊缆，5.直角连接总成，501.连接板，502.开孔，6.栏杆立柱，601.栏杆立柱加强板，7.扶手管，8.下主缆绳，9.调重块插杆总成，901.调重块插杆杆体，902.调重块插杆加强板，903.挂环，904.调重块，905.调重块通孔，10.网衣，1001.网衣加强绳，11.系泊缆，12.防荡板拉结缆，13.防荡板总成，1301.复合材料蒙皮或幕布做成的防荡板，1302.防荡板连接锁眼，1303.拉结绳，1304.开孔的防荡板浮块，1305防荡板拉结缆连接卸扣，14.管段连接法兰总成，1401.法兰盘，1402.法兰加强板，1403螺栓孔，1404.高强螺拴，1405.垫片。

具体实施方式

由于本实用新型沿袭了传统钢质框架的基本构造，易于制作，加上图纸又作了清晰交代，只要认真按图施工即可，但应十分注意下列几点：

1.管段预制：管段预制长通常为6m，要从车辆运输限制，全程路况，运价综合考虑，一般构件限制存在长6m，宽2.2m较妥。

2.管连接法兰总成14，一要保证与管焊接质量，二要保证螺栓孔准确定位。

3.四角的直角连接总成5，受力大，损坏影响大，在海洋工程构件分类中属特类及一类，焊后要作超声波探伤检查，网箱制作受成本所限，不可能套用海洋工程要求，但下述要求是合理，可行的，制作中应严格遵守：

严格的焊接程序，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，连接板501的选择上，选择韧性好的钢板。

4.结构的防腐蚀有多种方案可供选择，可由使用年限及业主要求来确定。

5.高强螺栓连接：a.选用合格的高强螺栓，按连接板的承压能力，选择适配螺栓直径。b.使用特制的扳手上紧螺帽，使螺栓产生大而又受控的预拉力。

在陆上完成各构件制作后，即可转入海上安装阶段，其程序是：

1.下水前在导缆系缆管柱总成下端套装好浮力块403，浮力块403是市场商品化产品，市场购进即可；

2.在指定位置先安装系泊***，系泊形式不作要求，系好系泊缆11，缆端系上标志浮球；

3.本实用新型充分考虑了海上安装的可操作性，网箱框架可如HDPE一样拖浮出海，自由悬重总成的连接缆绳404下挂重块405，重块405下部吊钩，再挂接一个或一组人工渔礁重块，到投放点后缆绳穿挂到导缆及系缆管柱上端，这过程如同管线穿管，然后吊或推下水，在潜水员协助下系上各缆绳，系好网衣，至此完成海上安装工作，所要注意是重块405底部吊钩，再挂接一个或一组人工渔礁重块，缆长控制在除高潮位是张紧状态外，在平、低潮位两混凝土压载体间缆索是松弛的。

从上看出海上安装和HDPE网箱相似，但本实用新型可沉浮，随水位涨落升沉，自稳定，多重保护，更强更刚，系泊更可靠，与人工渔礁设置结合，生态环保，经济实用，建造方案合理，适应性高，是一款理想的深水网箱。

Claims (4)

1.装配式与人工渔礁结合的自系泊张力腿式网箱，特征是钢质管材制作的田字形框架，靠网池一侧焊有钢栏杆及钢扶手，周圈钢管及中央十字交叉一部分，为填充塑料发泡体的永久浮力舱，中央十字交叉钢管的另一部分，为装设有二套进/排气管阀及一套进/排水管阀的可变浮力舱，一套进/排水管阀及进/排气管阀配合内置气囊，另一套进/排水管阀及进/排气管阀为备份，网箱系泊采用自系泊与外系泊结合方式。

2.根据权利要求1所述的装配式与人工渔礁结合的自系泊张力腿式网箱，特征是自系泊缆一端与自由悬重总成悬挂的重块相连，另一端与置于泥面的人工渔礁型重块相连，两重块间缆索长度以高潮位为张紧状态为准，即平、低潮位重块间缆索是松弛的，附加上外系泊，一头系结在连接板间的导缆系缆管柱，另一头系结在外系泊***上，对应的辅助系泊缆，一头系结在自由悬重总成上，另一头系结在系泊缆上。

3.根据权利要求1所述的装配式与人工渔礁结合的自系泊张力腿式网箱，特征是养殖用网衣上部挂接在网箱的扶手上，下部系扎在下主缆绳上，网衣加劲缆绳系结在框架四角导缆及系缆管柱，及各交汇点处的调重及挂网衣加强缆柱上。

4.根据权利要求1所述的装配式与人工渔礁结合的自系泊张力腿式网箱，特征是框架四角导缆及系缆管柱，及各交汇点处的调重及挂网衣加强缆柱放置调重块。