一种吸力贯入式伞状锚泊基础及其施工贯入设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种吸力贯入式伞状锚泊基础及其施工贯入设备，包括支撑板、土工膜、圆桶、中部钢板与托杆；圆桶内部焊接中部钢板，圆桶的外侧中上部焊接托板，托板上焊接托杆；圆桶的外侧底部焊接多个套孔，套孔处的圆桶上开设槽口；支撑板的一端设有孔洞与旋转轴，旋转轴卡入圆桶的套孔后可旋转；土工膜由高强、弹性膜状材料制成，土工膜牢固的绑定、连接在两个相邻支撑板之间；施工时，把锚链系泊在中部钢板的系泊孔上，把支撑板向上旋转至紧贴圆桶外壁，再把桶形基础与圆桶固定，依靠桶形基础把锚泊基础贯入至海床设计深度，然后使锚泊基础回拔一定的距离，回拔过程中支撑板逐渐产生旋转并最终搭在托杆上，相邻支撑板之间的土工膜也被张拉至展开状态。

A Suction Penetration Umbrella Mooring Foundation and Its Construction Penetration Equipment

The utility model discloses a suction penetrating umbrella mooring foundation and its construction penetration equipment, including supporting plate, geomembrane, barrel, middle steel plate and bracket; welding middle steel plate inside the barrel, welding bracket outside, middle and upper part of the barrel, welding bracket on the bracket; welding multiple jacket holes at the outer bottom of the barrel, and opening slots at one end of the supporting plate on the barrel at the jacket hole; The geomembrane is made of high strength and elastic membrane material, which is firmly bound and connected between two adjacent supporting plates. During construction, the anchor chain is moored to the mooring hole of the middle steel plate, the supporting plate is rotated upward to the outer wall of the barrel, and then the barrel foundation and the barrel are fixed by the barrel foundation. The anchor foundation penetrates into the design depth of the seabed, and then pulls the anchor foundation back to a certain distance. During the pullback process, the supporting plate gradually rotates and eventually sits on the bracket. The geomembrane between the adjacent supporting plates is also stretched to the unfolding state.

【技术实现步骤摘要】
一种吸力贯入式伞状锚泊基础及其施工贯入设备
本技术涉及深海浮式平台或深水网箱的锚泊
，具体是一种吸力贯入式伞状锚泊基础及其施工贯入设备。
技术介绍
针对海床的特殊地质条件，自1990年以来出现了一种海洋平台特殊基础形式——桶形基础(也称吸力桩，suctionpile)，其多为底端开口、顶端封闭的倒扣大直径钢制圆桶。安装时，首先在预定海域依靠桶体自重使其部分插入土中以形成密闭空间，然后抽出桶内和土体之间的气体或液体，从而使桶体内外形成压力差，逐步压入至海床内预定深度完成安装。后来，工程人员基于桶形基础在海上贯入海床较为方便的特征，把桶形基础发展至作为海洋锚泊基础的一种施工工具。有的国家已有实力较强的海洋工程施工企业(如荷兰的SPTOffshore公司)，能利用桶形基础开展各类海洋工程施工的能力，自动化、智能化程度非常高。我国虽然是个海洋大国，拥有面积较大的海域，但在利用桶形基础开展海洋工程的施工方面与国外还具有一定的差距。目前，能利用桶形基础进行施工的锚泊基础主要包括：埋入式吸力锚(embeddedsuctionanchor)与吸力贯入式平板锚(Suctionembeddedplateanchor)。埋入式吸力锚的抗拔承载力主要由圆桶四周与土体的摩擦及部分海床土体的自重产生，具体与系泊点位置、海床土体类型、沉贯深度等有关。一般地，埋入式吸力锚的表面积有限，故其与土体的摩擦力也有限；另一方面，埋入式吸力锚沿锚链垂直方向的投影面积也非常有限，故其沿锚链方向能兜住的海床土体的面积较小，海床土体的自重对锚泊力的贡献也较小。若通过增大埋入式吸力锚的长度与直径来提高其抗拔承载力，则大大增加施工难度，也是不可取的。吸力贯入式平板锚的平面形状为矩形，安装时竖直固定在桶形基础中，桶形基础在自重和抽水造成的负压作用下贯入至预定深度。桶形基础与平板锚分离后被拔出，留在黏土海床中的平板锚在锚链牵引下旋转，直至板面与锚链接近垂直或者施加的拉力达到设计值。在张拉锚链使锚板旋转的过程中，锚板会向上运动而产生埋深损失。锚板中心在旋转前后的高度差被定义为最终丢失埋深。在强度通常随深度成正比例增加的海床条件下，旋转调节过程中的埋深损失会带来承载力的下降，这一减小量可高达20％。可见，平板锚也具有一定的局限性。可见，还需对基于桶形基础的吸力贯入式锚泊基础的构型进行创新性设计，使其具有较大的抗拔承载力，且施工较为方便。
技术实现思路
本技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种吸力贯入式伞状锚泊基础及其施工贯入设备，其利用桶形基础贯入海床，在海床中展开后像倒置的雨伞，能兜住较多的海床土体，从而能提供较大的抗拔承载力。为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案为：一种吸力贯入式伞状锚泊基础，其特征在于：包括中空的圆桶，圆桶内其中一个直径位置设置有中部钢板，该中部钢板平行于圆桶轴向，中部钢板上设有垂直贯通中部钢板的系泊孔，系泊孔中连接有锚链，圆桶外同轴环绕有呈圆环形的托杆，圆桶外侧壁通过多个均匀分布并分别沿圆桶径向设置的托板与托杆连接，圆桶外侧壁靠近其中一端桶口位置均匀分布设置有多个套孔，且套孔与托板位置错开，套孔处的圆桶外侧壁位置分别开设槽口，每个套孔分别通过垂直于圆桶轴向的旋转轴转动连接有长条形圆弧状的支撑板，多个支撑板分别被约束在托杆内并分别向圆桶另一端桶口方向倾斜延伸，每个支撑板的长度均大于圆桶的轴向高度，每个支撑板均可转动至平行于圆桶轴向并贴靠在圆桶外侧面，每个支撑板的内弧面分别与圆桶外侧面匹配，每个支撑板还可转动至斜搭在托杆上，相邻支撑板之间分别连接有土工膜。所述的一种吸力贯入式伞状锚泊基础，其特征在于：所述的支撑板的内径与圆桶的外径相等，支撑板的弧度在30°～85°之间取值；锚泊基础中所含支撑板的数量不少于4块；支撑板与水平面的夹角在15°～45°之间取值。所述的一种吸力贯入式伞状锚泊基础，其特征在于：所述的土工膜由高强、弹性、柔性、膜状材料制成，利用支撑板上的圆孔把土工膜牢固的绑定、连接在两个相邻支撑板之间，土工膜能承受锚泊基础沉贯位置处其上方的海床土体自重而不发生破裂与失效。一种吸力贯入式伞状锚泊基础的施工贯入设备，其特征在于：包括桶形基础，在支撑板转动至平行于圆桶轴向并贴靠在圆桶外侧面时，桶形基础竖直同轴插入多个支撑板围成的柱形空间内，且桶形基础底部接触于圆桶的顶面并进行后续可解脱的固定，所述锚链置于桶形基础的内部并进行后续可解脱的固定，依靠桶形基础把锚泊基础贯入至海床设计深度，然后对桶形基础进行充气使锚泊基础回拔一定的距离，回拔过程中支撑板逐渐产生旋转并最终搭在托杆上，相邻支撑板之间的土工膜也被张拉至展开状态，最后移除桶形基础，由此完成吸力贯入式伞状锚泊基础的施工贯入。所述的一种吸力贯入式伞状锚泊基础的施工贯入设备，其特征在于：所述的桶形基础的内径、外径分别与圆桶的内径、外径对应相等。所述的一种吸力贯入式伞状锚泊基础的施工贯入设备，其特征在于：所述的支撑板平行于圆桶轴向时可与圆桶及桶形基础的外壁紧密接触。与现有技术相比，本技术的优点为：1、本技术所提的锚泊基础沉贯过程中支撑板向上旋转至竖直状态，支撑板与圆桶沿沉贯方向的面积非常小，利用桶形基础开展沉贯施工较为方便，阻力相对较小。2、本技术所提的锚泊基础的支撑板与土工膜旋转展开后呈伞状，能兜住较大面积的海床土体，依靠兜住的较大面积的海床土体重量来提供锚泊力，从而大大提高了锚泊基础的抗拔承载力，能为海上浮动平台、海水养殖网箱等提供较大的锚泊力。3、所提锚泊基础结构简单、制作方便，成本较低，锚泊基础的抗拔承载力取决于支撑板与土工膜展开后在竖向的投影面积，可根据需求制作不同面积的支撑板与土工膜，满足不同情况下海洋工程的锚泊需要。附图说明图1为本技术所提伞状锚泊基础俯视图。图2为本技术所提伞状锚泊基础主视图。图3为本技术所提伞状锚泊基础三维结构示意图。图4为本技术所提伞状锚泊基础隐藏土工膜后的三维结构示意图。图5为本技术所提伞状锚泊基础隐藏土工膜与支撑板后的俯视三维结构示意图。图6为本技术所提伞状锚泊基础隐藏土工膜与支撑板后的仰视三维结构示意图。图7为本技术所提伞状锚泊基础的托杆与托板位置关系图。图8为本技术所提伞状锚泊基础的中部钢板结构示意图。图9为本技术所提伞状锚泊基础的圆桶结构示意图。图10为本技术所提伞状锚泊基础的圆桶与中部钢板连接示意图。图11为本技术所提伞状锚泊基础的支撑板结构示意图一。图12为本技术所提伞状锚泊基础的支撑板结构示意图二。图13为本技术所提伞状锚泊基础的支撑板竖直状态时的位置关系图。图14为本技术所提伞状锚泊基础的支撑板倾斜搭在托杆上的位置关系图。图15为本技术所提伞状锚泊基础施工时的三维结构示意图。图16为本技术所提伞状锚泊基础施工时的俯视图。图17为本技术所提伞状锚泊基础施工时桶形基础依靠自重下沉接触海床结构示意图。图18为本技术所提伞状锚泊基础施工时桶形基础在负压吸力作用下贯入海床结构示意图。图19为本技术所提伞状锚泊基础施工时桶形基础移除后的位置示意图。图20为本技术所提伞状锚泊基础工作状态示意图。附图标记说明：1、支撑板；2、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吸力贯入式伞状锚泊基础，其特征在于：包括中空的圆桶，圆桶内其中一个直径位置设置有中部钢板，该中部钢板平行于圆桶轴向，中部钢板上设有垂直贯通中部钢板的系泊孔，系泊孔中连接有锚链，圆桶外同轴环绕有呈圆环形的托杆，圆桶外侧壁通过多个均匀分布并分别沿圆桶径向设置的托板与托杆连接，圆桶外侧壁靠近其中一端桶口位置均匀分布设置有多个套孔，且套孔与托板位置错开，套孔处的圆桶外侧壁位置分别开设槽口，每个套孔分别通过垂直于圆桶轴向的旋转轴转动连接有长条形圆弧状的支撑板，多个支撑板分别被约束在托杆内并分别向圆桶另一端桶口方向倾斜延伸，每个支撑板的长度均大于圆桶的轴向高度，每个支撑板均可转动至平行于圆桶轴向并贴靠在圆桶外侧面，每个支撑板的内弧面分别与圆桶外侧面匹配，每个支撑板还可转动至斜搭在托杆上，相邻支撑板之间分别连接有土工膜。

【技术特征摘要】
1.一种吸力贯入式伞状锚泊基础，其特征在于：包括中空的圆桶，圆桶内其中一个直径位置设置有中部钢板，该中部钢板平行于圆桶轴向，中部钢板上设有垂直贯通中部钢板的系泊孔，系泊孔中连接有锚链，圆桶外同轴环绕有呈圆环形的托杆，圆桶外侧壁通过多个均匀分布并分别沿圆桶径向设置的托板与托杆连接，圆桶外侧壁靠近其中一端桶口位置均匀分布设置有多个套孔，且套孔与托板位置错开，套孔处的圆桶外侧壁位置分别开设槽口，每个套孔分别通过垂直于圆桶轴向的旋转轴转动连接有长条形圆弧状的支撑板，多个支撑板分别被约束在托杆内并分别向圆桶另一端桶口方向倾斜延伸，每个支撑板的长度均大于圆桶的轴向高度，每个支撑板均可转动至平行于圆桶轴向并贴靠在圆桶外侧面，每个支撑板的内弧面分别与圆桶外侧面匹配，每个支撑板还可转动至斜搭在托杆上，相邻支撑板之间分别连接有土工膜。2.根据权利要求1所述的一种吸力贯入式伞状锚泊基础，其特征在于：所述的支撑板的内径与圆桶的外径相等，支撑板的弧度在30°～85°之间取值；锚泊基础中所含支撑板的数量不少于4块；支撑板与水平面的夹角在15°～45°之间取值。3.根据权利要求1所述的一种吸力贯入式伞状锚泊基础，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洁群，刘金龙，
申请(专利权)人：合肥学院，
类型：新型
国别省市：安徽,34