一种多浮体模块重力式交叉连接装置及其设计与安装方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种多浮体模块重力式交叉连接装置及其设计与安装方法，所述连接装置包括连接重块和连接链缆，连接重块通过连接链缆与多个浮体模块相连，且连接链缆呈交叉式连接方式，依靠连接重块的重力来提供浮体模块之间的连接作用力，实现多个浮体模块之间的相互连接，并保持浮体模块之间有合理的相对距离以避免碰撞，同时对其设计过程进行分析验证，结合对应的海上安装方法，实现多浮体模块的可靠连接。本方案设计克服传统思维限制，为浮式光伏多浮体模块间的相互连接、深远海浮式养殖装置的相互连接提供有效解决方案，具有广泛的实际应用价值和推广价值。应用价值和推广价值。应用价值和推广价值。

【技术实现步骤摘要】
一种多浮体模块重力式交叉连接装置及其设计与安装方法


[0001]本专利技术属于海洋工程多浮体模块连接领域，具体涉及一种多浮体模块重力式交叉连接装置及其设计方法与海上安装方法。

技术介绍

[0002]随着国家双碳目标的提出，我国大规模研究海上漂浮式光伏，光伏布置需要大面积的海洋平台基础，一般采用多模块的方式来实现，模块之间用连接件进行连接，以有效提升光伏的布置面积。另外，深海养殖也蓬勃发展，为扩大规模效应，漂浮式深海网箱之间也需要连接装置，以扩大养殖规模，有效提升经济效益。多浮体模块的开发模式在国内外海上光伏和深海养殖开发中得到广泛应用。模块之间的连接件是模块之间的重要构件，保障着海上光伏基础平台和深海养殖网箱的安全。
[0003]现有技术中，一般采用基于多轴弹簧和阻尼系统的机械式连接件装置。由于海上风浪流条件复杂，多模块浮体承受着波频和低频的载荷作用，继而产生波频和低频的运动响应，多轴弹簧阻尼机械式连接件装置会产生大幅的波频交变拉压和交变弯扭载荷，其疲劳寿命较难满足要求；机械式连接装置在海上安装时，对位精度要求很高，海上无法实现，因此必须采用浮体在平静水域(如港池内)安装的要求，然后通过大型拖航船舶拖航，多模块在连接状态下拖航难度大、风险大、成本也高。
[0004]因此，为应对这一实际需求，亟待提出一种新型的多浮体模块重力式交叉连接装置及其设计与安装方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术为解决现有技术中多浮体模块之间采用多轴弹簧和阻尼系统等方式连接所带来的使用和安装等缺陷，提出一种多浮体模块重力式交叉连接装置及其设计与安装方法，采用交叉重力式连接装置，效果显著且安装方便。
[0006]本专利技术是采用以下的技术方案实现的：本专利技术提出一种多浮体模块重力式交叉连接装置，包括连接重块和连接链缆，连接重块通过连接链缆与多个浮体模块相连，且连接链缆呈交叉式连接方式；
[0007]所述连接重块上设置有多个吊环，用于与连接链缆固定连接，所述连接链缆的两端为锚链，中间为弹性缆，两端锚链与中间弹性缆固定连接。
[0008]进一步的，所述弹性缆采用高弹性复合材料，高弹性复合材料包括聚酯缆、尼龙。
[0009]进一步的，所述连接重块采用钢筋混凝土浇筑、钢铁、内加石块的钢笼或者铸铁。
[0010]进一步的，所述连接重块的形状为带孔或不带孔的垂荡板形式。
[0011]本专利技术另外还提出一种多浮体模块重力式交叉连接装置的设计方法，包括以下步骤：
[0012]步骤A、确定连接重块重量：连接重块的重量取所连接的两个浮体模块总重量的5％～15％；
[0013]步骤B、确定连接链缆交叉连接角度：交叉的连接链缆的水平面投影角度为60
°
～150
°
；
[0014]步骤C、确定连接重块位于浮体模块平面下的初始距离h0以及连接链缆的长度L：
[0015][0016][0017]其中，h0为初始距离，G为连接重块的重量，a为两浮体模块之间的水平距离，b为角立柱间距，c为浮体模块的甲板悬臂跨度，F为连接链缆的预张力。
[0018]进一步的，所述步骤C中确定连接链缆两端锚链的长度，根据连接链缆的长度L进而得到中间弹性缆的长度，所述锚链的长度取1
‑
5m。
[0019]本专利技术另外还提出一种多浮体模块重力式交叉连接装置的安装方法，包括以下步骤：
[0020]步骤A
’
、进行安装前的准备工作；将4根连接链缆分别连接到连接重块上，然后将连接重块吊装到驳船上；
[0021]步骤B
’
、将驳船驶向多个浮体模块之间的指定位置，将连接链缆安装到多个浮体模块上；
[0022]步骤C
’
、当4根连接链缆全部固定在浮体模块上以后，把连接重块卸下，直接从驳船上滑入或者用吊机吊入水中；
[0023]步骤D
’
、将连接重块卸下以后，驳船驶离，两个浮体模块最外围各有两条系泊锚链。
[0024]进一步的，所述步骤D
’
中，如果两个浮体模块在连接重块的调节下，相距过近，则浮体模块最外围的系泊锚链则会拉紧，使浮体模块回到合适的位置。
[0025]进一步的，所述步骤A
’
中，在安装连接重物之前，两个浮体模块之间保持合理的初始相对距离，在连接重块和连接链缆的约束下而不相互碰撞
[0026]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：
[0027]本方案采用交叉重力式连接装置，并对连接重块的重量及连接链缆的长度进行设计，通过连接重块的重力势能和弹性材料弹性势能储能，有效缓冲能量的集中问题，避免在风浪流等复杂海洋环境作用下对连接装置的重大冲击，使得波频和高频载荷得以减缓，而且避免连接件的弯曲，相较于传统单轴或多轴弹簧阻尼连接件，在疲劳性能、强度等级上有明显的优势；另外，在安装时，在海上易实施，避免多模块的港池连接或船坞连接，也避免了海上多模块拖航作业，降低了连接件在拖航过程中发生失效的风险。
附图说明
[0028]图1为本专利技术实施例两个浮体模块连接示意图；
[0029]图2为本专利技术实施例所述连接重块结构示意图；
[0030]图3为本专利技术实施例连接链缆的结构示意图；
[0031]图4为本专利技术实施例所述连接装置的设计过程示意图；
[0032]图5为本专利技术实施例所述两浮体模块之间处于初始位置示意图；
[0033]图6为本专利技术实施例所述两浮体模块之间达到最小距离示意图；
[0034]图7为本专利技术实施例所述两浮体模块之间达到最大距离示意图；
[0035]图8为本专利技术实施例所述连接装置安装前状态示意图；
[0036]图9为本专利技术实施例所述连接装置安装过程示意图；
[0037]图10为本专利技术实施例所述连接装置的拓展使用示意图；
[0038]其中：1、连接重块；11、吊环；2、连接链缆；21、锚链；22、弹性缆；3、第一浮体模块；4、第二浮体模块。
具体实施方式
[0039]为了能够更加清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术并不限于下面公开的具体实施例。
[0040]实施例1、本实施例提出一种多浮体模块重力式交叉连接装置，其结构如图1
‑
图3所示，包括连接重块1和连接链缆2，连接重块1通过连接链缆2与多个浮体模块相连，且连接链缆2呈交叉式连接方式(如图1所示，连接链缆2呈X型交叉式)；所述连接重块1上设置有多个吊环11，用于与连接链缆2固定连接。所述连接链缆2的两端采用锚链21，中间采用弹性缆22，弹性缆22为高弹性复合材料。
[0041]图1中，连接重块1通过4根连接链缆2与两个浮体模块相连，用来调节两个浮体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多浮体模块重力式交叉连接装置，其特征在于，包括连接重块(1)和连接链缆(2)，连接重块(1)通过连接链缆(2)与多个浮体模块相连，且连接链缆(2)呈交叉式连接方式；所述连接重块(1)上设置有多个吊环(11)，用于与连接链缆(2)固定连接，所述连接链缆(2)的两端为锚链(21)，中间为弹性缆(22)，两端锚链(21)与中间弹性缆(22)固定连接。2.根据权利要求1所述多浮体模块重力式交叉连接装置，其特征在于：所述弹性缆(22)采用高弹性复合材料，高弹性复合材料包括聚酯缆、尼龙。3.根据权利要求1所述的多浮体模块重力式交叉连接装置，其特征在于：所述连接重块(1)采用钢筋混凝土预制、钢铁、内加石块的钢笼或者铸铁。4.根据权利要求1所述的多浮体模块重力式交叉连接装置，其特征在于：所述连接重块(1)的形状为带孔或不带孔的垂荡板形式。5.基于权利要求1所述的多浮体模块重力式交叉连接装置的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A、确定连接重块重量：连接重块的重量取所连接的两个浮体模块总重量的5％～15％；步骤B、确定连接链缆交叉连接角度：交叉的连接链缆的水平面投影角度为60
°
～150
°
；步骤C、确定连接重块位于浮体模块平面下的初始距离h0以及连接链缆的长度L：以及连接链缆的长度L：其中，h0为初始距离，G为连接重块的重量，a为两浮体模块之间的水平距离，b为角立柱间距，c为浮体模块的甲板悬臂跨度，F...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊荣，何春蕾，曹航语，孙培瑜，王树青，杜君峰，徐琨，常安腾，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：