[发明专利]一种对称翼型网箱浮管框架的装配式构造和建造方法

说明书

本发明公开了一种对称翼型网箱浮管框架的装配式构造和建造方法，该装配式构造由翼梢构件(1)、翼尾构件(2)和两根翼侧构件(3)组成；其中，所述翼梢构件(1)设有弧形金属管(11)和两块金属法兰(12)；所述翼尾构件(2)设有V形管(21)和材质与所述V形管(21)相同的两块连接法兰(22)；所述翼侧构件(3)设有HDPE直管(31)和两块HDPE法兰(32)。本发明的装配式构造能够建造形成高精度的对称翼型外轮廓，其符合对称翼型网箱浮管框架的单点系泊使用特点，具有建造成本低的优点；本发明的建造方法具有建造精度高、速度快的优点。

技术领域

本发明涉及一种对称翼型网箱浮管框架的装配式构造和建造方法。

背景技术

如图1和图2所示，中国发明专利CN201510014514.7公开了一种具有对称翼型剖面的网箱系统，该网箱系统设有横截面为对称翼型的对称翼型网箱浮管框架1，使得系挂在对称翼型网箱浮管框架1之下的网衣适应性的形成了横截面为对称翼型的养殖空间；并且，该网箱系统将对称翼型网箱浮管框架1的前缘位置1a作为绑系系泊缆索2的框架系泊点，以形成单点系泊系统，使得对称翼型网箱浮管框架1的前部管段及对应该前部管段的网衣前部在网箱系统的稳定状态下能够成为迎流面，因此能够有效的减小网箱系统在稳定状态下的迎流面积，从而减小网箱系统对水流的阻力；由此，带来了网衣容积损失率降低、系泊点结构安全性提高和网箱的框架系统在环境载荷、锚泊线水动力、锚泊系统与系泊浮体即浮管框架之间的动力响应性能提高的效果。由此可知，对称翼型网箱浮管框架1的对称翼型形状在上述网箱系统所能实现的技术效果中起到至关重要的作用。

上述对称翼型网箱浮管框架1为中国水产科学研究院南海水产研究所新近研发出来的新型网箱浮管框架，而国内外长期以来应用的均为方形或圆形，其中方形网箱浮管框架直接将HDPE管材用连接件连接即可成型，而圆形网箱浮管框架则采用以下工艺方法进行建造：由于市场上的HDPE成品管材的长度一般为10.5m，而圆形网箱浮管框架一般采用的规格为周长40m、50m、60m、80m、120m等，因此需要先将将多根管径、壁厚的HDPE成品管材对焊连接成为一根符合圆形网箱浮管框架周长要求的HDPE管；再通过弯曲该HDPE管，并将该HDPE管的首尾管口对焊连接，由于HDPE管是由相同管径、壁厚的HDPE成品管材焊接组成的，即HDPE管的材料属性是均匀的，组成HDPE管的每一根HDPE成品管材的弯曲曲率是相同的，所以，HDPE管弯曲并首尾管口对焊连接后将形成圆形的浮管框架。

现有技术中，建造上述中国发明专利CN201510014514.7所公开的对称翼型网箱浮管框架存在以下问题：

第一，由于对称翼型网箱浮管框架具有的对称翼型外轮廓，其曲率是连续变化的，因此无法采用上述圆形网箱浮管框架的建造工艺方法用单一规格的HDPE管材进行建造；而如果在上述圆形网箱浮管框架的建造工艺方法的基础上，采用多种规格的HDPE管材进行建造以形成对称翼型外轮廓，则存在工艺难以实现、且建造难度极大、成本高的问题。

第二，由于对称翼型网箱浮管框架在其中线L(见图2)方向上的长度越大、垂直于中线L方向上的宽度越小，则对称翼型网箱浮管框架的迎流面积越小、网箱系统对水流的阻力也随之减小，也即对称翼型网箱浮管框架的效果越好；但是，对称翼型网箱浮管框架的这种长度和宽度变化也带来了其前缘位置1a附近的前部管段的曲率随之越大的问题，该曲率将超过HDPE管材在弹性范围内的弯曲曲率临界值，使得位于前部管段的HDPE管材为对称翼型网箱浮管框架带来安全隐患。

第三，由于对称翼型网箱浮管框架需要配合单点系泊系统才能达到其效果的最优化，由此使得作为框架系泊点的对称翼型网箱浮管框架的前缘位置不仅需要常年遭受系泊绳的系固应力、而且在高海况时还需要承载高强突变载荷，这对HDPE材料的抗蠕变性能与抗弯曲性能是个严峻的考验，通过历年台风对网箱浮管框架的破坏弯折、断裂情况分析，HDPE管材对于抵御系固点处集中载荷的能力尚不足；而且，对称翼型网箱浮管框架的V形尾部也形成了过大的应力集中点而极易损坏。