多列废旧轮胎垂直相交形成的锚泊基础及其施工方法与流程

本发明涉及用于海水养殖网箱的锚泊系统，更具体地，涉及一种多列废旧轮胎垂直相交形成的锚泊基础及其施工方法。

背景技术：
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锚泊系统是海上养殖网箱在水中的根基，起到固定、系泊网箱系统的作用。虽然锚泊基础的造价占整个网箱系统总价的比重不大，但其失效后导致整个网箱系统全军覆没，具有控制网箱全局稳定的重要作用。

目前，水泥墩锚由于其制作简单、施工简便、性价比高在网箱锚泊系统中使用较为普遍，其主要依靠自身重力提供锚泊力。如海南省部分深水网箱的水泥墩锚体积达到1.5m³、重量达到3.75吨，但在12级以上台风袭击下仍会发生走锚、损毁现象。

另一方面，我国每年产生的废旧轮胎居世界前列，2013年我国废旧轮胎产生量已经达到2.99亿条、重量达到1080万吨，并以每年约8%~10%的速度增长。到2020年，我国废旧轮胎年产量将达2000万吨。如何安全、环保的处理与日俱增的废旧轮胎，是亟待解决的问题。

若能够把废旧轮胎用于制作网箱锚泊基础，一方面可以降低网箱锚泊基础的成本与施工难度、提高锚泊基础的锚泊力，另一方面也为废旧轮胎的再利用提供新途径，显然符合资源再利用的发展需求。

可见，有必要开展基于废旧轮胎制作网箱锚泊基础的技术创新设计。

技术实现要素：
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为了弥补现有技术问题的不足，本发明的目的是提供一种多列废旧轮胎垂直相交形成的锚泊基础及其施工方法，其结构简单、成本较低、施工方便，能提供较大的锚泊力。

本发明的技术方案如下：

多列废旧轮胎垂直相交形成的锚泊基础，其特征在于，包括废旧轮胎配重块与限位支架，废旧轮胎配重块由废旧轮胎内部浇筑钢筋混凝土构成，废旧轮胎配重块中心设有预留孔；还包括双向套管及三根支撑杆，其中第一根支撑杆上两端分别套装有双向套管，另外两根支撑杆分别套住双向套管内与第一根支撑杆相互垂直，每根支撑杆上交替套装有废旧轮胎配重块、限位支架，相邻两个配重块之间均设有一个限位支架，双向套管的各个端面分别顶住三根支撑杆上套装的废旧轮胎配重块；所述三根支撑杆两端均依次设有挡板、螺母，螺母锁紧挡板，挡板顶住最外侧废旧轮胎配重块使各组件构成多列垂直相交形状的组合体，将锚链系缚在组合体对称点上，多列垂直相交状组合体放入海中并平卧于海床上构成网箱锚泊基础。

所述的多列废旧轮胎垂直相交形成的锚泊基础，其特征在于，所述的废旧轮胎配重块为废旧轮胎内部凹槽空间内绑扎构造钢筋并浇筑混凝土形成，且在中心处设有置预留孔，预留孔直径大于支撑杆直径。

所述的多列废旧轮胎垂直相交形成的锚泊基础，其特征在于，所述的限位支架包括两块端板，两端板上设有同轴的通孔，两端板相对面之间设有多块连接板。

所述的多列废旧轮胎垂直相交形成的锚泊基础，其特征在于，所述的双向套管为相互垂直的两根空心钢管构成，内部形成两个十字交叉的直通孔洞。

所述的多列废旧轮胎垂直相交形成的锚泊基础，其特征在于，所述的双向套管为相互垂直的两根空心钢管构成，内孔呈十字交叉状，每根空心钢管内孔直径大于钢管直径三倍。

多列废旧轮胎垂直相交形成的锚泊基础的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）、废旧轮胎配重块的组装：在第一根支撑杆上间隔、交替分布的套入一半数量的废旧轮胎配重块与限位支架后，把双向套管基于一个孔洞套入第一根支撑杆，再在第一根支撑杆上间隔、交替分布的套入另一半数量的废旧轮胎配重块与限位支架，并按此方法采用第二根支撑杆制作同样的组合体，再在第三根支撑杆上间隔、交替分布的套入废旧轮胎配重块与限位支架后，把第三根支撑杆插入第一根支撑杆上双向套管的另一侧内孔中，在第三根支撑杆再次间隔、交替分布的套入废旧轮胎配重块与限位支架后，把第三根支撑杆插入第二根支撑杆上双向套管的另一侧内孔中，再在第三根支撑杆上间隔、交替分布的套入多个废旧轮胎配重块与限位支架，各支撑杆上废旧轮胎配重块与限位支架的数量满足设计要求后，在三根支撑杆的两端套上挡板，并用螺母固定三根支撑杆的两端，由此形成多列垂直相交的组合体；

2）、锚泊基础沉海：把锚链系缚在组合体对称点上，并在三列条状组合体的多个部位均匀、对称的系缚施工辅助绳索，在预定海域把垂直相交状组合体匀速的放入海中，并基于施工辅助绳索与锚链控制组合体的沉海姿态，使其平卧于海床上；

3）、锚泊基础姿态校核：若发现垂直相交状组合体与海床接触时发生翘曲、堆叠时，基于施工辅助绳索与锚链把条状组合体的姿态进行调整，把翘曲的部位拉平，使各列废旧轮胎配重块与海床接触，从而构成网箱锚泊基础。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、本发明利用废旧轮胎制作配重块，一方面废旧轮胎为外框架可省去模板，另一方面废旧轮胎可有效保护其内槽内的钢筋混凝土，混泥土内仅配少量构造钢筋即可，整体价格低廉，具有经济性与实用性;

2、本发明三列条状组合体绑定在一起形成垂直相交形状，整体重量与刚度大，各方向的条状组合体能相互牵制而不发生滚动与滑动，使得锚泊基础整体与海床紧密接触，能提供较大的锚泊力;

3、本发明所提的锚泊基础施工简便，海上作业时间短，不需进行水下作业，施工成本低。

附图说明：

图1本发明的废旧轮胎配重块结构示意图。

图2本发明的限位支架结构示意图。

图3本发明的双向套管结构示意图。

图4本发明的废旧轮胎配重块连接结构示意图。

图5本发明的锚泊基础结构示意图。

附图标记说明：

1、废旧轮胎；2、钢筋混凝土；3、预留孔；4、连接板；5、端板；6、双向套管；7、内孔；8、挡板；9、支撑杆；10、螺母；11、锚链。

具体实施方式：

参见附图：

多列废旧轮胎垂直相交形成的锚泊基础，包括废旧轮胎配重块与限位支架，废旧轮胎配重块为在废旧轮胎1内部浇筑钢筋混凝土2形成，工作时，在第一根支撑杆9上间隔、交替分布的套入一半数量的废旧轮胎配重块与限位支架后，把双向套管6基于一个内孔7套入第一根支撑杆9，再在第一根支撑杆9上间隔、交替分布的套入另一半数量的废旧轮胎配重块与限位支架，并按此方法采用第二根支撑杆9制作同样的组合体，再在第三根支撑杆9上间隔、交替分布的套入一定数量的废旧轮胎配重块与限位支架后，把第三根支撑杆9插入第一根支撑杆9上双向套管6的另一侧内孔7中，在第三根支撑杆9再次间隔、交替分布的套入一定数量的废旧轮胎配重块与限位支架后，把第三根支撑杆9插入第二根支撑杆9上双向套管6的另一侧孔洞7中，再在第三根支撑杆9上间隔、交替分布的套入一定数量的废旧轮胎配重块与限位支架，各支撑杆上废旧轮胎配重块与限位支架的数量满足设计要求后，在三根支撑杆9的两端套上带孔挡板8，并用螺母10固定三根支撑杆9的两端，由此形成多列垂直相交形状的组合体，且将锚链11系缚在组合体对称点上，再将垂直相交状组合体整体放入海中并使其平卧，最终形成网箱锚泊基础。

废旧轮胎配重块为废旧轮胎1内部凹槽空间内绑扎构造钢筋并浇筑混凝土形成，且在对称轴处设置预留孔3，预留孔3的直径大于支撑杆9的直径。

支撑杆9的两端一定范围内均设有螺纹，且螺母10与螺纹相匹配；挡板8的中部孔洞直径大于支撑杆9的直径。

限位支架为两块端板5之间均匀、对称的焊接连接四块连接板4，两块端板5中心设有同轴的通孔；端板5中部孔洞的直径大于废旧轮胎配重块上预留孔3的直径。

限位支架的作用是使各废旧轮胎配重块之间相互间隔一定的距离，各废旧轮胎配重块能在自重作用下陷入海床一定深度，增大废旧轮胎配重块与海床之间的摩擦力，使得锚泊基础整体与海床紧密接触，能提供较大的锚泊力。

双向套管6为相互垂直的两根空心钢管构成，内部形成两个十字交叉的直通内孔7，内孔7的直径为支撑杆9直径的三倍以上;孔洞7的直径较大，能保证两个方向的钢管9在双向孔洞7内相互错开，并留有一定的自由移动空间。

双向套管6起到连系、固定相互垂直条状组合体的作用，该处将产生较大的应力集中，故双向套管6应有足够的强度，应满足各类恶劣工况作用而不发生屈服与失效；必要时可增加一些辅助构件，增加双向套管6位置处的整体强度。

限位支架与双向套管的各构件均为钢质或铁质，各构件通过焊接形成整体。各部件与整体的强度，应能承担各类工况下的荷载而不发生屈曲与失效。

所提锚泊基础较适用于淤泥质、砂质等软质海床中，即需确保废旧轮胎配重块能在自重作用下陷入海床中一定深度；如在硬质海床中，海床强度较高，废旧轮胎配重块无法陷入海床中，导致废旧轮胎配重块与海床之间的摩擦力较小，锚泊基础在外力作用下可能发生横向与侧向的滑动与滚动，导致锚泊基础的锚固效果降低。

以常见小轿车轮胎型号195/60R15为例，其内腔体积约为0.055 m³，内槽浇筑钢筋混凝土后整体重量约为130kg。若垂直相交状组合体共用16个该类型的废旧轮胎配重块，则锚泊基础的总重量约为2.08吨；若垂直相交状组合体共用24个该类型的废旧轮胎配重块，则锚泊基础的总重量约为3.12吨；若垂直相交状组合体共用32个该类型的废旧轮胎配重块，则锚泊基础的总重量约为4.16吨。尽量选用同一型号的废旧轮胎制作配重块。

实际情况中，可根据锚泊力的需要来确定每列条状组合体中废旧轮胎配重块与限位支架的具体数量。本发明的优势在于，对废旧轮胎配重块与限位支架的数量无限制，可根据实际情况灵活选用；鉴于废旧轮胎配重块与限位支架的成本较低，建议尽量选用较多数量的废旧轮胎配重块与限位支架，使垂直相交状网箱锚泊基础具有足够的安全储备。

图5给出了垂直相交状锚泊基础的结构示意图。事实上，两个垂直方向上废旧轮胎配重块的数量可以相同，也可以不同，可根据实际情况灵活变化。各钢管上废旧轮胎配重块的数量配置，应尽可能使组合体整体呈对称形状，使整体受力均匀，增加整体的刚度与稳定性。

锚链11系缚在组合体对称点上，是为了使整体受力均匀。在锚链11的系泊点处，应考虑应力集中的影响，可采取辅助设备加强系泊点处的强度，使系泊点能承担各类工况下的荷载而不发生屈曲与失效。

多列废旧轮胎垂直相交形成的锚泊基础的施工方法，包括如下步骤：

1）、废旧轮胎配重块的组装

在第一根支撑杆9上间隔、交替分布的套入一半数量的废旧轮胎配重块与限位支架后，把双向套管6基于一个孔洞7套入第一根支撑杆9，再在第一根支撑杆9上间隔、交替分布的套入另一半数量的废旧轮胎配重块与限位支架，并按此方法采用第二根支撑杆9制作同样的组合体，再在第三根支撑杆9上间隔、交替分布的套入一定数量的废旧轮胎配重块与限位支架后，把第三根支撑杆9插入第一根支撑杆9上双向套管6的另一侧内孔7中，在第三根支撑杆9再次间隔、交替分布的套入一定数量的废旧轮胎配重块与限位支架后，把第三根支撑杆9插入第二根支撑杆9上双向套管6的另一侧内孔7中，再在第三根支撑杆9上间隔、交替分布的套入一定数量的废旧轮胎配重块与限位支架，各支撑杆上废旧轮胎配重块与限位支架的数量满足设计要求后，在三根支撑杆9的两端套上带孔挡板8，并用螺母10固定三根支撑杆9的两端，由此形成多列垂直相交形状的组合体。

支撑杆9两端的螺母10应满足各类恶劣工况作用而不发生松动与失效，必要时使用多个螺母进行固定，甚至可以设置插孔用插销进行多重固定。

2）、锚泊基础沉海

把锚链11系缚在组合体对称点上，并在三列条状组合体的多个部位均匀、对称的系缚施工辅助绳索，在预定海域把垂直相交状组合体匀速的放入海中，并基于施工辅助绳索与锚链11控制组合体的沉海姿态，使其近似水平、均匀的平卧于海床上。

在施工船上进行组装形成垂直相交状组合体；在把垂直相交状组合体放入海中的过程中，可逐侧、逐边进行移动，所需推力不大，整个过程不需采用大型施工机械，最终使整体放入海中。

3）、锚泊基础姿态校核

若发现垂直相交状组合体与海床接触时发生翘曲、堆叠时，基于施工辅助绳索与锚链11把条状组合体的姿态进行调整，把翘曲的部位拉平，使各列废旧轮胎配重块与海床接触，从而形成网箱锚泊基础。

各废旧轮胎配重块在自重作用下压迫海床发生下沉，废旧轮胎配重块陷入海床后，能增加与海床之间的摩擦，进而提高锚泊力，整个施工过程不需派潜水员进行水下作业。

本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之内。