本实用新型属于海上风力发电与海上养殖的技术领域,特别是涉及一种基于单个海上风机复合筒形基础与螺旋式骨架网箱相结合的结构。
背景技术：
近年来，海上风电作为一种绿色清洁可再生能源发展迅速。海上风电具有风场质量好、湍流度小、不占用耕地、年利用小时高等显著优势。但由于海上环境复杂，风浪流对基础及塔架结构的耦合作用复杂，海水对基础的冲刷与侵蚀作用明显，所以海上风电对基础要求较高，海上风电基础建造成本较高昂。
远海网箱养殖的经济作物品质好，产量佳，经济效益高，具有巨大的发展潜力。但是由于远海风浪较大，其所需的网箱材质、结构及系泊系统与近海网箱养殖不可同日而语，并缺乏供电设施，属于高投入、高风险行业。
海上风机基础与海上网箱结构相结合有助于降低基建成本，提高经济效益与生态效益。
海上风机基础与海上网箱结构相结合的结构形式不得对风机的安全运行和网箱的正常养殖活动产生交叉影响。
需要解决海上风机基础与网箱结构相结合的结构形式的船舶停靠问题。
海上风机基础受到海浪及水流的冲刷，这对海上风机基础的正常安全运行造成隐患，而目前常用的抛石围护基础的方法效果不佳，冲刷问题较为严重。
技术实现要素：
本实用新型旨在针对上述问题，提出一种基于复合筒型基础的螺旋式养殖网箱结构，实现在不接触风机塔筒的前提下，将网箱与复合筒型基础结合，以提高复合筒型基础的利用效率及网箱抗风浪能力，技术友好地解决船舶停靠及人员上下风机问题，并利用该结构减轻筒型基础的冲刷问题。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种基于复合筒型基础的螺旋式养殖网箱，包括复合筒型基础，复合筒型基础上设有网箱螺旋骨架，网箱螺旋骨架为与筒型基础顶盖直径相同的螺旋结构；包括螺旋骨架支撑柱，上端与网箱螺旋骨架底部焊接在一起，下端与筒型基础预制为一个整体；包括网衣，挂附于网箱螺旋骨架内侧；包括缓冲垫，固定于网箱螺旋骨架外侧；包括环形阶梯，安装于网箱螺旋骨架的上表面；包括塔筒连接梯，通过两个平台和一个斜梯连接网箱螺旋骨架上的环形阶梯与风机塔筒。包括螺旋骨架连接杆，为长条形钢板或高强度铝合金板，上下方分别固定在网箱螺旋骨架最上方的两层螺旋上。包括过渡段，与筒形基础顶盖上部连接；过渡段为钢结构，直径与风机塔筒下端直径相当，通过法兰与风机塔筒相连。
所述的网箱螺旋骨架为螺旋升角为30-60°的螺旋结构，为空心不锈钢管或高强度铝合金管材料，其顶部设有聚乙烯管。
所述的螺旋骨架连接杆上端与网箱螺旋骨架最上层的聚乙烯管内侧螺栓连接，下端焊接于网箱螺旋骨架中间层螺旋内侧，用于加强网箱螺旋骨架最上层与其下层之间的支撑与连接。
所述的塔筒连接梯的平台与斜梯之间为铰连接。所述的环形阶梯两侧及塔筒连接梯两侧设有护栏。
所述环形阶梯外侧护栏的横栏与一侧立柱之间为铰连接，并卡靠在另一侧立柱上，使横栏能够逆时针旋转90°。
所述的螺旋骨架支撑柱为厚壁不锈钢筒或高强度铝合金筒。所述的缓冲垫为梯形截面长条形橡胶制品。
所述的螺旋骨架支撑柱共4根，均布于顶盖；螺旋骨架连接杆共4根，沿网箱螺旋骨架螺旋周长均匀分布。
本实用新型的优点和有益效果
其将海上养殖网箱安装到海上风机复合式筒型基础上，利用风力发电机基建设备作为海上网箱养殖的基础建设,从而将海上风力发电机的基建设备与海上网箱养殖设施建设结合,有利于降低基建成本。
网箱螺旋式骨架的结构体型使网衣与骨架的勾附点遍布于网衣圆周与网衣轴向，更多而均布的连接点使网衣与骨架的连接更加牢固，在风浪条件下螺旋式骨架对网衣也起到保护作用，而网箱骨架与海上风机复合式筒型基础的刚性连接方式有助于网箱整体的稳定性，因而基于复合筒型基础的螺旋式养殖网箱在风浪影响下容积损失率小，抗风浪能力强。
螺旋式养殖网箱体型与弹簧相似，在水平方向上属于柔性结构，在受到横向力的作用下具有一定的缓冲作用，因此有利于降低网箱因受到风浪荷载或船舶停靠而产生的对风机塔筒和复合式筒型基础的作用力，从而有利于风机的安全运行。
由于网箱螺旋骨架是环形上升的，环形阶梯附于网箱螺旋骨架上面，所以船舶可在任意水位轻易停靠，并且将工作人员上下风机的方式由爬爬梯改为走阶梯，大大提高了上下风机的安全系数。
网箱的网衣能够使通过的波浪产生波浪破碎而具有一定的消波能力，另外网箱结构干扰了水流对过渡段及塔筒的圆柱绕流现象，从而减轻了筒型基础的冲刷问题。
附图说明
图1一种基于复合筒型基础的螺旋式养殖网箱结构示意图；
图2为图1中A处结构细部图；
图中1、复合筒型基础；2、网箱螺旋骨架；3、螺旋骨架支撑柱；4、螺旋骨架连接杆；5、网衣；6、缓冲垫；7、环形阶梯；8、塔筒连接梯。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
参见附图1和附图2，本实用新型基于复合筒型基础的螺旋式养殖网箱，由筒形基础1、网箱螺旋骨架2、螺旋骨架支撑柱3、螺旋骨架连接杆4、网衣5、缓冲垫6、环形阶梯7及塔筒连接梯8构成。其中，筒形基础1顶盖为钢筋混凝土结构，侧壁为钢结构；筒形基础1通过过渡段上部法兰与风机塔筒相连；网箱螺旋骨架2由至少三层与筒型基础1顶盖直径相同的螺旋空心管组成，螺旋升角在30-60°之间，螺旋升角具体度数依具体工程情况而定，其主体材质为空心钢管结构或高强度铝合金管结构，网箱螺旋骨架2的上部设有聚乙烯管，网箱螺旋骨架2的空心管上表面与环形阶梯7焊接在一起，缓冲垫6固定于螺旋外表面,最上层聚乙烯管高度应高于最大水深，并至少与塔筒底部与基础连接法兰处高程相当；螺旋骨架支撑柱3为为厚壁不锈钢筒或高强度铝合金筒，下端与筒型基础1顶盖预制为整体，上端与网箱螺旋骨架2焊接在一起；螺旋骨架连接杆4为长条形钢板或高强度铝合金板，上端与聚乙烯管内侧螺栓连接，下端焊接于网箱螺旋骨架2最上方的两层螺旋内侧，用于加强网箱螺旋骨架2最上层与下层之间的连接；网衣5勾附于网箱螺旋骨架2内侧；缓冲垫6为梯形截面长条形橡胶制品，固定于网箱螺旋骨架2外侧，安装于最低水位线以上的网箱螺旋骨架的外侧，用于缓冲靠船时船与网箱之间的冲击力，；环形阶梯7宽度不小于0.5米，安装于最低水位线以上的网箱螺旋骨架的上表面，环形阶梯7两侧设有护栏，为了下船上风机是方便，其外侧的护栏可开合；塔筒连接梯8分为两个站立平台和一个斜梯，通过两个平台和一个斜梯连接网箱螺旋骨架上的环形阶梯7与风机塔筒。塔筒连接梯8的作用是连接网箱上的螺旋阶梯与风机塔筒入口，工作人员可通过塔筒连接梯8上下风机塔筒。塔筒连接梯8两侧均有护栏，平台与斜梯之间通过铰链连接。
本实用新型网箱螺旋骨架2最上层非螺旋结构，是接着主体螺旋而来的平面圆形骨架，在使用时该圆形骨架不是浮在水面上的，最上层要比最高海平面要高出一个安全高度，因为网箱不可伸缩，这样才能保证网箱不会被完全淹没，保证网箱内所养殖的经济作物不会跑出网箱；而且还要通过螺旋骨架上的环形阶梯7上下人，因此网箱可设计成非全封闭式结构；使用聚乙烯材料主要考虑其重量轻一点便于支撑。
该实施例中：筒形基础1外径30m，顶盖厚1m，壁厚0.08m，壁高10m；网箱螺旋骨架2外径30m，骨架空心管外径1，壁厚0.05m，；螺旋骨架支撑柱3共4根，均布于顶盖，外径1，壁厚0.08m，高度视所在位置而定；螺旋骨架连接杆4共4根，沿螺旋周长均匀分布，钢板厚度为0.05m，宽度为0.3m，高度视所在位置而定；网衣5采用尼龙材质，具体网目参数视养殖要求而定；缓冲垫6为梯形截面，下底长为0.9m，与螺旋骨架固定连接，上底长为0.7m，高为0.4m；环形阶梯7台阶宽为0.5m，高为0.25m，台阶两侧栏杆高1.4m，皆与网箱螺旋骨架2焊接为一体；塔筒连接梯8台阶宽为0.5m，高为0.25m，台阶两侧栏杆高1.4m。
本实用新型基于复合筒型基础的螺旋式养殖网箱的施工过程：(1)完成筒形基础1、网箱螺旋骨架2、螺旋骨架支撑柱3、螺旋骨架连接杆4、网衣5、缓冲垫6、环形阶梯7及塔筒连接梯8的标准化、一体化生产，并在陆上安装预制为一体；(2)将预制成型的结构拖航至沉放地点，随后进行沉放工作。