一种对称翼型网箱浮管框架的装配式构造和建造方法技术

本发明专利技术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)。本发明专利技术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；本发明专利技术的建造方法具有建造精度高、速度快的优点。

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.

【技术实现步骤摘要】
一种对称翼型网箱浮管框架的装配式构造和建造方法
本专利技术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。
技术介绍
如图1和图2所示，中国专利技术专利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，建造上述中国专利技术专利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。第五，由于用于深水养殖的网箱浮管框架的周长一般在40m至120m之间，其尺寸较大，而对称翼型网箱浮管框架又是曲率连续变化的弧形构造，使得对称翼型网箱浮管框架的建造精度难以得到保障。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种对称翼型网箱浮管框架的装配式构造和建造方法。解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种对称翼型网箱浮管框架的装配式构造，所述对称翼型网箱浮管框架具有对称翼型外轮廓，其特征在于：所述的装配式构造由翼梢构件、翼尾构件和两根翼侧构件组成；其中，所述翼梢构件设有弧形金属管和两块金属法兰，所述两块金属法兰的内端面分别连接在所述弧形金属管的左部管口上和右部管口上；所述翼尾构件设有V形管和材质与所述V形管相同的两块连接法兰，所述两块连接法兰的内端面分别连接在所述V形管的左部管口上和右部管口上；所述翼侧构件设有HDPE直管和两块HDPE法兰，所述两块HDPE法兰的内端面分别连接在所述HDPE直管的两端管口；所述翼梢构件和翼尾构件的凸起方向反向布置，其中一根所述翼侧构件的其中一块所述HDPE法兰连接位于所述弧形金属管左部管口的金属法兰、另一块所述HDPE法兰连接位于所述V形管左部管口的连接法兰，另一根所述翼侧构件的其中一块所述HDPE法兰连接位于所述弧形金属管右部管口的金属法兰、另一块所述HDPE法兰连接位于所述V形管右部管口的连接法兰；其中，所述HDPE法兰与金属法兰、所述HDPE法兰与连接法兰均通过穿过它们的法兰孔的螺栓和螺母实现连接，且相连接的所述HDPE法兰与金属法兰的外端面相紧贴，相连接的所述HDPE法兰与连接法兰的外端面相紧贴；所述翼梢构件位于其两个端部最末尾位置的曲率在临界曲率以下，所述临界曲率为所述HDPE直管处于弹性范围内的最大弯曲曲率，以及，所述HDPE直管的外径与管壁厚度比值在17以下，且所述两根HDPE直管的长度与所述翼梢构件和翼尾构件相配合，使得：所述两根HDPE直管均在所述翼梢构件和翼尾构件的作用力之下弯曲成向外凸出的弧形，即所述翼梢构件、翼尾构件和两根翼侧构件连接形成所述对称翼型外轮廓。为了提高装配式构造的装配精度和装配效率，作为本专利技术的优选实施方式：所述两根翼侧构件的规格相同，所述弧形金属管的左部与右部相对称，所述两块金属法兰的外端面均垂直于所述弧形金属管的轴线；所述V形管的左部与右部相对称，所述两块连接法兰的外端面分别垂直于所述V形管的左部轴线和右部轴线；所述两块HDPE法兰的外端面均垂直于所述HDPE直管的轴线；所述弧形金属管和V形管的对称轴重合于所述对称翼型网箱浮管框架的中线，且所述翼梢构件经过所述称翼型网箱浮管框架的中线的部位作为所述对称翼型网箱浮管框架在单点系泊系统中的系泊点。为了避免任意一根构件漏水而导致整个对称翼型网箱浮管框架的内腔进水，作为本专利技术的优选实施方式：所述金属法兰、连接法兰和HDPE法兰均未设有中心通孔，即所述弧形金属管的左部管口和右部管口均被连接在其上的金属法兰封闭，所述V形管的左部管口和右部管口均被连接在其上的连接法兰封闭，所述HDPE直管的两端管口均被连接在其上的HDPE法兰封闭；所述翼梢构件的两块金属法兰所在位置即为所述翼梢构件的两个端部最末尾位置。为了降低金属翼梢对对称翼型网箱浮管框架的浮力影响，并为了避免任意一根构件漏水而导致整个对称翼型网箱浮管框架的内腔进水，作为本专利技术的优选实施方式：所述金属法兰和连接法兰均未设有中心通孔，即所述弧形金属管的左部管口和右部管口均被连接在其上的金属法兰封闭，所述V形管的左部管口和右部管口均被连接在其上的连接法兰封闭；所述HDPE法兰设有连通所述HDPE直管内腔的中心通孔；所述翼梢构件还设有两根金属定形管，所述两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对称翼型网箱浮管框架的装配式构造，所述对称翼型网箱浮管框架具有对称翼型外轮廓，其特征在于：所述的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)，所述两块金属法兰(12)的内端面分别连接在所述弧形金属管(11)的左部管口上和右部管口上；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)，所述两块连接法兰(22)的内端面分别连接在所述V形管(21)的左部管口上和右部管口上；所述翼侧构件(3)设有HDPE直管(31)和两块HDPE法兰(32)，所述两块HDPE法兰(32)的内端面分别连接在所述HDPE直管(31)的两端管口；所述翼梢构件(1)和翼尾构件(2)的凸起方向反向布置，其中一根所述翼侧构件(3)的其中一块所述HDPE法兰(32)连接位于所述弧形金属管(11)左部管口的金属法兰(12)、另一块所述HDPE法兰(32)连接位于所述V形管(21)左部管口的连接法兰(22)，另一根所述翼侧构件(3)的其中一块所述HDPE法兰(32)连接位于所述弧形金属管(11)右部管口的金属法兰(12)、另一块所述HDPE法兰(32)连接位于所述V形管(21)右部管口的连接法兰(22)；其中，所述HDPE法兰(32)与金属法兰(12)、所述HDPE法兰(32)与连接法兰(22)均通过穿过它们的法兰孔的螺栓(4)和螺母(5)实现连接，且相连接的所述HDPE法兰(32)与金属法兰(12)的外端面相紧贴，相连接的所述HDPE法兰(32)与连接法兰(22)的外端面相紧贴；所述翼梢构件(1)位于其两个端部最末尾位置的曲率在临界曲率以下，所述临界曲率为所述HDPE直管(31)处于弹性范围内的最大弯曲曲率，以及，所述HDPE直管(31)的外径与管壁厚度比值在17以下，且所述两根HDPE直管(31)的长度与所述翼梢构件(1)和翼尾构件(2)相配合，使得：所述两根HDPE直管(31)均在所述翼梢构件(1)和翼尾构件(2)的作用力之下弯曲成向外凸出的弧形，即所述翼梢构件(1)、翼尾构件(2)和两根翼侧构件(3)连接形成所述对称翼型外轮廓。...

【技术特征摘要】
1.一种对称翼型网箱浮管框架的装配式构造，所述对称翼型网箱浮管框架具有对称翼型外轮廓，其特征在于：所述的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)，所述两块金属法兰(12)的内端面分别连接在所述弧形金属管(11)的左部管口上和右部管口上；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)，所述两块连接法兰(22)的内端面分别连接在所述V形管(21)的左部管口上和右部管口上；所述翼侧构件(3)设有HDPE直管(31)和两块HDPE法兰(32)，所述两块HDPE法兰(32)的内端面分别连接在所述HDPE直管(31)的两端管口；所述翼梢构件(1)和翼尾构件(2)的凸起方向反向布置，其中一根所述翼侧构件(3)的其中一块所述HDPE法兰(32)连接位于所述弧形金属管(11)左部管口的金属法兰(12)、另一块所述HDPE法兰(32)连接位于所述V形管(21)左部管口的连接法兰(22)，另一根所述翼侧构件(3)的其中一块所述HDPE法兰(32)连接位于所述弧形金属管(11)右部管口的金属法兰(12)、另一块所述HDPE法兰(32)连接位于所述V形管(21)右部管口的连接法兰(22)；其中，所述HDPE法兰(32)与金属法兰(12)、所述HDPE法兰(32)与连接法兰(22)均通过穿过它们的法兰孔的螺栓(4)和螺母(5)实现连接，且相连接的所述HDPE法兰(32)与金属法兰(12)的外端面相紧贴，相连接的所述HDPE法兰(32)与连接法兰(22)的外端面相紧贴；所述翼梢构件(1)位于其两个端部最末尾位置的曲率在临界曲率以下，所述临界曲率为所述HDPE直管(31)处于弹性范围内的最大弯曲曲率，以及，所述HDPE直管(31)的外径与管壁厚度比值在17以下，且所述两根HDPE直管(31)的长度与所述翼梢构件(1)和翼尾构件(2)相配合，使得：所述两根HDPE直管(31)均在所述翼梢构件(1)和翼尾构件(2)的作用力之下弯曲成向外凸出的弧形，即所述翼梢构件(1)、翼尾构件(2)和两根翼侧构件(3)连接形成所述对称翼型外轮廓。2.根据权利要求1所述的装配式构造，其特征在于：所述两根翼侧构件(3)的规格相同，所述弧形金属管(11)的左部与右部相对称，所述两块金属法兰(12)的外端面均垂直于所述弧形金属管(11)的轴线；所述V形管(21)的左部与右部相对称，所述两块连接法兰(22)的外端面分别垂直于所述V形管(21)的左部轴线和右部轴线；所述两块HDPE法兰(32)的外端面均垂直于所述HDPE直管(31)的轴线；所述弧形金属管(11)和V形管(21)的对称轴重合于所述对称翼型网箱浮管框架的中线(L)，且所述翼梢构件(1)经过所述称翼型网箱浮管框架的中线(L)的部位作为所述对称翼型网箱浮管框架在单点系泊系统中的系泊点。3.根据权利要求1所述的装配式构造，其特征在于：所述金属法兰(12)、连接法兰(22)和HDPE法兰(32)均未设有中心通孔，即所述弧形金属管(11)的左部管口和右部管口均被连接在其上的金属法兰(12)封闭，所述V形管(21)的左部管口和右部管口均被连接在其上的连接法兰(22)封闭，所述HDPE直管(31)的两端管口均被连接在其上的HDPE法兰(32)封闭；所述翼梢构件(1)的两块金属法兰(12)所在位置即为所述翼梢构件(1)的两个端部最末尾位置。4.根据权利要求1所述的装配式构造，其特征在于：所述金属法兰(12)和连接法兰(22)均未设有中心通孔，即所述弧形金属管(11)的左部管口和右部管口均被连接在其上的金属法兰(12)封闭，所述V形管(21)的左部管口和右部管口均被连接在其上的连接法兰(22)封闭；所述HDPE法兰(32)设有连通所述HDPE直管(31)内腔的中心通孔；所述翼梢构件(1)还设有两根金属定形管(13)，所述两根金属定形管(13)的内端部分别连接在所述两块金属法兰(12)的外端面，且所述两根金属定形管(13)的轴线延伸方向均延续所述弧形金属管(11)的轴线延伸方向作为所述对称翼型外轮廓延伸方向的一部分，所述两根金属定形管(13)的外端部最末尾位置即为所述翼梢构件(1)的两个端部最末尾位置；所述翼梢构件(1)的两根金属定形管(13)分别通过相应HDPE法兰(32)的中心通孔嵌入所述两根HDPE直管(31)的内腔中，使得所述两根HDPE直管(31)被嵌入所述金属定形管(13)的部分能够分别沿所述两根金属定形管(13)的轴线延伸方向弯曲。5.根据权利要求1至4任意一项所述的装配式构造，其特征在于：所述弧形金属管(11)、V形管(21)和HDPE直管(31)均外径均匀且相等，且所述弧形金属管(11)、V形管(21)和HDPE直管(31)的轴线相连形成所述对称翼型外轮廓。6.根据权利要求1至4任意一项所述的装配式构造，其特征在于：所述弧形金属管(11)由中间大径管体(111)、左部变径管体(112)、左部小径管体(113)、右部变径管体(114)和右部小径管体(115)构成，所述中间大径管体(111)的左端口通过所述左部变径管体(112)连接所述左部小径管体(113)、右端口通过所述右部变径管体(114)连接所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王绍敏，陶启友，刘海阳，胡昱，黄小华，郭根喜，
申请(专利权)人：中国水产科学研究院南海水产研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44