一種對稱翼型網箱浮管框架的裝配式構造和建造方法技術

本發明專利技術公開了一種對稱翼型網箱浮管框架的裝配式構造和建造方法，該裝配式構造由翼梢構件(1)、翼尾構件(2)和兩根翼側構件(3)組成；其中，所述翼梢構件(1)設有弧形金屬管(11)和兩塊金屬法蘭(12)；所述翼尾構件(2)設有V形管(21)和材質與所述V形管(21)相同的兩塊連接法蘭(22)；所述翼側構件(3)設有HDPE直管(31)和兩塊HDPE法蘭(32)。本發明專利技術的裝配式構造能夠建造形成高精度的對稱翼型外輪廓，其符合對稱翼型網箱浮管框架的單點系泊使用特點，具有建造成本低的優點；本發明專利技術的建造方法具有建造精度高、速度快的優點。

Assembly structure and construction method of symmetrical wing net cage floating pipe frame

The invention discloses a symmetrical airfoil cage floating tube frame assembly structure and construction method, the assembly type structure by the wing tip member (1), wing tail component (2) and two side member (3); among them, the wing tip member (1) is provided with an arc-shaped metal tube (11) and two pieces of metal flange (12); the tail wing member (2) is provided with a V shaped tube (21) and the material with the V tube (21) connecting flange of the same two blocks (22); the side member (3) is provided with a HDPE tube (31) and two HDPE (flange 32). The assembled structure of the invention can be built to form a symmetrical airfoil contour with high accuracy, which accords with the characteristics of single point mooring symmetrical airfoil floating cage tube frame, construction has the advantage of low cost; the construction method of the invention has the advantages of high precision, construction speed.

【技術實現步驟摘要】
一種對稱翼型網箱浮管框架的裝配式構造和建造方法
本專利技術涉及一種對稱翼型網箱浮管框架的裝配式構造和建造方法。
技術介紹
如圖1和圖2所示，中國專利技術專利CN201510014514.7公開了一種具有對稱翼型剖面的網箱系統，該網箱系統設有橫截面為對稱翼型的對稱翼型網箱浮管框架1，使得系掛在對稱翼型網箱浮管框架1之下的網衣適應性的形成了橫截面為對稱翼型的養殖空間；并且，該網箱系統將對稱翼型網箱浮管框架1的前緣位置1a作為綁系系泊纜索2的框架系泊點，以形成單點系泊系統，使得對稱翼型網箱浮管框架1的前部管段及對應該前部管段的網衣前部在網箱系統的穩定狀態下能夠成為迎流面，因此能夠有效的減小網箱系統在穩定狀態下的迎流面積，從而減小網箱系統對水流的阻力；由此，帶來了網衣容積損失率降低、系泊點結構安全性提高和網箱的框架系統在環境載荷、錨泊線水動力、錨泊系統與系泊浮體即浮管框架之間的動力響應性能提高的效果。由此可知，對稱翼型網箱浮管框架1的對稱翼型形狀在上述網箱系統所能實現的技術效果中起到至關重要的作用。上述對稱翼型網箱浮管框架1為中國水產科學研究院南海水產研究所新近研發出來的新型網箱浮管框架，而國內外長期以來應用的均為方形或圓形，其中方形網箱浮管框架直接將HDPE管材用連接件連接即可成型，而圓形網箱浮管框架則采用以下工藝方法進行建造：由于市場上的HDPE成品管材的長度一般為10.5m，而圓形網箱浮管框架一般采用的規格為周長40m、50m、60m、80m、120m等，因此需要先將將多根管徑、壁厚的HDPE成品管材對焊連接成為一根符合圓形網箱浮管框架周長要求的HDPE管；再通過彎曲該HDPE管，并將該HDPE管的首尾管口對焊連接，由于HDPE管是由相同管徑、壁厚的HDPE成品管材焊接組成的，即HDPE管的材料屬性是均勻的，組成HDPE管的每一根HDPE成品管材的彎曲曲率是相同的，所以，HDPE管彎曲并首尾管口對焊連接后將形成圓形的浮管框架。現有技術中，建造上述中國專利技術專利CN201510014514.7所公開的對稱翼型網箱浮管框架存在以下問題：第一，由于對稱翼型網箱浮管框架具有的對稱翼型外輪廓，其曲率是連續變化的，因此無法采用上述圓形網箱浮管框架的建造工藝方法用單一規格的HDPE管材進行建造；而如果在上述圓形網箱浮管框架的建造工藝方法的基礎上，采用多種規格的HDPE管材進行建造以形成對稱翼型外輪廓，則存在工藝難以實現、且建造難度極大、成本高的問題。第二，由于對稱翼型網箱浮管框架在其中線L(見圖2)方向上的長度越大、垂直于中線L方向上的寬度越小，則對稱翼型網箱浮管框架的迎流面積越小、網箱系統對水流的阻力也隨之減小，也即對稱翼型網箱浮管框架的效果越好；但是，對稱翼型網箱浮管框架的這種長度和寬度變化也帶來了其前緣位置1a附近的前部管段的曲率隨之越大的問題，該曲率將超過HDPE管材在彈性范圍內的彎曲曲率臨界值，使得位于前部管段的HDPE管材為對稱翼型網箱浮管框架帶來安全隱患。第三，由于對稱翼型網箱浮管框架需要配合單點系泊系統才能達到其效果的最優化，由此使得作為框架系泊點的對稱翼型網箱浮管框架的前緣位置不僅需要常年遭受系泊繩的系固應力、而且在高海況時還需要承載高強突變載荷，這對HDPE材料的抗蠕變性能與抗彎曲性能是個嚴峻的考驗，通過歷年臺風對網箱浮管框架的破壞彎折、斷裂情況分析，HDPE管材對于抵御系固點處集中載荷的能力尚不足；而且，對稱翼型網箱浮管框架的V形尾部也形成了過大的應力集中點而極易損壞。第五，由于用于深水養殖的網箱浮管框架的周長一般在40m至120m之間，其尺寸較大，而對稱翼型網箱浮管框架又是曲率連續變化的弧形構造，使得對稱翼型網箱浮管框架的建造精度難以得到保障。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是：提供一種對稱翼型網箱浮管框架的裝配式構造和建造方法。解決上述技術問題，本專利技術所采用的技術方案如下：一種對稱翼型網箱浮管框架的裝配式構造，所述對稱翼型網箱浮管框架具有對稱翼型外輪廓，其特征在于：所述的裝配式構造由翼梢構件、翼尾構件和兩根翼側構件組成；其中，所述翼梢構件設有弧形金屬管和兩塊金屬法蘭，所述兩塊金屬法蘭的內端面分別連接在所述弧形金屬管的左部管口上和右部管口上；所述翼尾構件設有V形管和材質與所述V形管相同的兩塊連接法蘭，所述兩塊連接法蘭的內端面分別連接在所述V形管的左部管口上和右部管口上；所述翼側構件設有HDPE直管和兩塊HDPE法蘭，所述兩塊HDPE法蘭的內端面分別連接在所述HDPE直管的兩端管口；所述翼梢構件和翼尾構件的凸起方向反向布置，其中一根所述翼側構件的其中一塊所述HDPE法蘭連接位于所述弧形金屬管左部管口的金屬法蘭、另一塊所述HDPE法蘭連接位于所述V形管左部管口的連接法蘭，另一根所述翼側構件的其中一塊所述HDPE法蘭連接位于所述弧形金屬管右部管口的金屬法蘭、另一塊所述HDPE法蘭連接位于所述V形管右部管口的連接法蘭；其中，所述HDPE法蘭與金屬法蘭、所述HDPE法蘭與連接法蘭均通過穿過它們的法蘭孔的螺栓和螺母實現連接，且相連接的所述HDPE法蘭與金屬法蘭的外端面相緊貼，相連接的所述HDPE法蘭與連接法蘭的外端面相緊貼；所述翼梢構件位于其兩個端部最末尾位置的曲率在臨界曲率以下，所述臨界曲率為所述HDPE直管處于彈性范圍內的最大彎曲曲率，以及，所述HDPE直管的外徑與管壁厚度比值在17以下，且所述兩根HDPE直管的長度與所述翼梢構件和翼尾構件相配合，使得：所述兩根HDPE直管均在所述翼梢構件和翼尾構件的作用力之下彎曲成向外凸出的弧形，即所述翼梢構件、翼尾構件和兩根翼側構件連接形成所述對稱翼型外輪廓。為了提高裝配式構造的裝配精度和裝配效率，作為本專利技術的優選實施方式：所述兩根翼側構件的規格相同，所述弧形金屬管的左部與右部相對稱，所述兩塊金屬法蘭的外端面均垂直于所述弧形金屬管的軸線；所述V形管的左部與右部相對稱，所述兩塊連接法蘭的外端面分別垂直于所述V形管的左部軸線和右部軸線；所述兩塊HDPE法蘭的外端面均垂直于所述HDPE直管的軸線；所述弧形金屬管和V形管的對稱軸重合于所述對稱翼型網箱浮管框架的中線，且所述翼梢構件經過所述稱翼型網箱浮管框架的中線的部位作為所述對稱翼型網箱浮管框架在單點系泊系統中的系泊點。為了避免任意一根構件漏水而導致整個對稱翼型網箱浮管框架的內腔進水，作為本專利技術的優選實施方式：所述金屬法蘭、連接法蘭和HDPE法蘭均未設有中心通孔，即所述弧形金屬管的左部管口和右部管口均被連接在其上的金屬法蘭封閉，所述V形管的左部管口和右部管口均被連接在其上的連接法蘭封閉，所述HDPE直管的兩端管口均被連接在其上的HDPE法蘭封閉；所述翼梢構件的兩塊金屬法蘭所在位置即為所述翼梢構件的兩個端部最末尾位置。為了降低金屬翼梢對對稱翼型網箱浮管框架的浮力影響，并為了避免任意一根構件漏水而導致整個對稱翼型網箱浮管框架的內腔進水，作為本專利技術的優選實施方式：所述金屬法蘭和連接法蘭均未設有中心通孔，即所述弧形金屬管的左部管口和右部管口均被連接在其上的金屬法蘭封閉，所述V形管的左部管口和右部管口均被連接在其上的連接法蘭封閉；所述HDPE法蘭設有連通所述HDPE直管內腔的中心通孔；所述翼梢構件還設有兩根金屬定形管，所述兩本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種對稱翼型網箱浮管框架的裝配式構造，所述對稱翼型網箱浮管框架具有對稱翼型外輪廓，其特征在于：所述的裝配式構造由翼梢構件(1)、翼尾構件(2)和兩根翼側構件(3)組成；其中，所述翼梢構件(1)設有弧形金屬管(11)和兩塊金屬法蘭(12)，所述兩塊金屬法蘭(12)的內端面分別連接在所述弧形金屬管(11)的左部管口上和右部管口上；所述翼尾構件(2)設有V形管(21)和材質與所述V形管(21)相同的兩塊連接法蘭(22)，所述兩塊連接法蘭(22)的內端面分別連接在所述V形管(21)的左部管口上和右部管口上；所述翼側構件(3)設有HDPE直管(31)和兩塊HDPE法蘭(32)，所述兩塊HDPE法蘭(32)的內端面分別連接在所述HDPE直管(31)的兩端管口；所述翼梢構件(1)和翼尾構件(2)的凸起方向反向布置，其中一根所述翼側構件(3)的其中一塊所述HDPE法蘭(32)連接位于所述弧形金屬管(11)左部管口的金屬法蘭(12)、另一塊所述HDPE法蘭(32)連接位于所述V形管(21)左部管口的連接法蘭(22)，另一根所述翼側構件(3)的其中一塊所述HDPE法蘭(32)連接位于所述弧形金屬管(11)右部管口的金屬法蘭(12)、另一塊所述HDPE法蘭(32)連接位于所述V形管(21)右部管口的連接法蘭(22)；其中，所述HDPE法蘭(32)與金屬法蘭(12)、所述HDPE法蘭(32)與連接法蘭(22)均通過穿過它們的法蘭孔的螺栓(4)和螺母(5)實現連接，且相連接的所述HDPE法蘭(32)與金屬法蘭(12)的外端面相緊貼，相連接的所述HDPE法蘭(32)與連接法蘭(22)的外端面相緊貼；所述翼梢構件(1)位于其兩個端部最末尾位置的曲率在臨界曲率以下，所述臨界曲率為所述HDPE直管(31)處于彈性范圍內的最大彎曲曲率，以及，所述HDPE直管(31)的外徑與管壁厚度比值在17以下，且所述兩根HDPE直管(31)的長度與所述翼梢構件(1)和翼尾構件(2)相配合，使得：所述兩根HDPE直管(31)均在所述翼梢構件(1)和翼尾構件(2)的作用力之下彎曲成向外凸出的弧形，即所述翼梢構件(1)、翼尾構件(2)和兩根翼側構件(3)連接形成所述對稱翼型外輪廓。...

【技術特征摘要】
1.一種對稱翼型網箱浮管框架的裝配式構造，所述對稱翼型網箱浮管框架具有對稱翼型外輪廓，其特征在于：所述的裝配式構造由翼梢構件(1)、翼尾構件(2)和兩根翼側構件(3)組成；其中，所述翼梢構件(1)設有弧形金屬管(11)和兩塊金屬法蘭(12)，所述兩塊金屬法蘭(12)的內端面分別連接在所述弧形金屬管(11)的左部管口上和右部管口上；所述翼尾構件(2)設有V形管(21)和材質與所述V形管(21)相同的兩塊連接法蘭(22)，所述兩塊連接法蘭(22)的內端面分別連接在所述V形管(21)的左部管口上和右部管口上；所述翼側構件(3)設有HDPE直管(31)和兩塊HDPE法蘭(32)，所述兩塊HDPE法蘭(32)的內端面分別連接在所述HDPE直管(31)的兩端管口；所述翼梢構件(1)和翼尾構件(2)的凸起方向反向布置，其中一根所述翼側構件(3)的其中一塊所述HDPE法蘭(32)連接位于所述弧形金屬管(11)左部管口的金屬法蘭(12)、另一塊所述HDPE法蘭(32)連接位于所述V形管(21)左部管口的連接法蘭(22)，另一根所述翼側構件(3)的其中一塊所述HDPE法蘭(32)連接位于所述弧形金屬管(11)右部管口的金屬法蘭(12)、另一塊所述HDPE法蘭(32)連接位于所述V形管(21)右部管口的連接法蘭(22)；其中，所述HDPE法蘭(32)與金屬法蘭(12)、所述HDPE法蘭(32)與連接法蘭(22)均通過穿過它們的法蘭孔的螺栓(4)和螺母(5)實現連接，且相連接的所述HDPE法蘭(32)與金屬法蘭(12)的外端面相緊貼，相連接的所述HDPE法蘭(32)與連接法蘭(22)的外端面相緊貼；所述翼梢構件(1)位于其兩個端部最末尾位置的曲率在臨界曲率以下，所述臨界曲率為所述HDPE直管(31)處于彈性范圍內的最大彎曲曲率，以及，所述HDPE直管(31)的外徑與管壁厚度比值在17以下，且所述兩根HDPE直管(31)的長度與所述翼梢構件(1)和翼尾構件(2)相配合，使得：所述兩根HDPE直管(31)均在所述翼梢構件(1)和翼尾構件(2)的作用力之下彎曲成向外凸出的弧形，即所述翼梢構件(1)、翼尾構件(2)和兩根翼側構件(3)連接形成所述對稱翼型外輪廓。2.根據權利要求1所述的裝配式構造，其特征在于：所述兩根翼側構件(3)的規格相同，所述弧形金屬管(11)的左部與右部相對稱，所述兩塊金屬法蘭(12)的外端面均垂直于所述弧形金屬管(11)的軸線；所述V形管(21)的左部與右部相對稱，所述兩塊連接法蘭(22)的外端面分別垂直于所述V形管(21)的左部軸線和右部軸線；所述兩塊HDPE法蘭(32)的外端面均垂直于所述HDPE直管(31)的軸線；所述弧形金屬管(11)和V形管(21)的對稱軸重合于所述對稱翼型網箱浮管框架的中線(L)，且所述翼梢構件(1)經過所述稱翼型網箱浮管框架的中線(L)的部位作為所述對稱翼型網箱浮管框架在單點系泊系統中的系泊點。3.根據權利要求1所述的裝配式構造，其特征在于：所述金屬法蘭(12)、連接法蘭(22)和HDPE法蘭(32)均未設有中心通孔，即所述弧形金屬管(11)的左部管口和右部管口均被連接在其上的金屬法蘭(12)封閉，所述V形管(21)的左部管口和右部管口均被連接在其上的連接法蘭(22)封閉，所述HDPE直管(31)的兩端管口均被連接在其上的HDPE法蘭(32)封閉；所述翼梢構件(1)的兩塊金屬法蘭(12)所在位置即為所述翼梢構件(1)的兩個端部最末尾位置。4.根據權利要求1所述的裝配式構造，其特征在于：所述金屬法蘭(12)和連接法蘭(22)均未設有中心通孔，即所述弧形金屬管(11)的左部管口和右部管口均被連接在其上的金屬法蘭(12)封閉，所述V形管(21)的左部管口和右部管口均被連接在其上的連接法蘭(22)封閉；所述HDPE法蘭(32)設有連通所述HDPE直管(31)內腔的中心通孔；所述翼梢構件(1)還設有兩根金屬定形管(13)，所述兩根金屬定形管(13)的內端部分別連接在所述兩塊金屬法蘭(12)的外端面，且所述兩根金屬定形管(13)的軸線延伸方向均延續所述弧形金屬管(11)的軸線延伸方向作為所述對稱翼型外輪廓延伸方向的一部分，所述兩根金屬定形管(13)的外端部最末尾位置即為所述翼梢構件(1)的兩個端部最末尾位置；所述翼梢構件(1)的兩根金屬定形管(13)分別通過相應HDPE法蘭(32)的中心通孔嵌入所述兩根HDPE直管(31)的內腔中，使得所述兩根HDPE直管(31)被嵌入所述金屬定形管(13)的部分能夠分別沿所述兩根金屬定形管(13)的軸線延伸方向彎曲。5.根據權利要求1至4任意一項所述的裝配式構造，其特征在于：所述弧形金屬管(11)、V形管(21)和HDPE直管(31)均外徑均勻且相等，且所述弧形金屬管(11)、V形管(21)和HDPE直管(31)的軸線相連形成所述對稱翼型外輪廓。6.根據權利要求1至4任意一項所述的裝配式構造，其特征在于：所述弧形金屬管(11)由中間大徑管體(111)、左部變徑管體(112)、左部小徑管體(113)、右部變徑管體(114)和右部小徑管體(115)構成，所述中間大徑管體(111)的左端口通過所述左部變徑管體(112)連接所述左部小徑管體(113)、右端口通過所述右部變徑管體(114)連接所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王紹敏，陶啟友，劉海陽，胡昱，黃小華，郭根喜，
申請(專利權)人：中國水產科學研究院南海水產研究所，
類型：發明
國別省市：廣東,44