“预制／组装”式海面多用基地创新技术方案的制作方法
【专利摘要】本发明技术总特点是：以“异地预制构件／长途运输水下储备／现场快速组装”为主的方式、以“四两拨千斤”的“冲击波力缓冲／导向空中消力”防爆技术为特色的发明创新方案，在南海中沙群岛泻湖浅水区短时期同时建造多处军事兼多用基地。本技术方案可在南海气候条件下顺利构造；主要技术特点是遇垂直方向或水平方向爆炸时能“捨车保帅”、“快速修复”；围绕多用基地，可构造各种附属设施。在泥地基上搞建筑的核心技术已经历过近百年实践考验，更坚实的泻湖底地基更可筑造该基地。对于海洋大国的我国，该基地战略地位重大。
【专利说明】“预制/组装”式海面多用基地创新技术方案
[0001]【技术领域】:海洋军事领域(兼多用)。
[0002]【背景技术】:目前只能在陆地地面实施。我国受到条件制约。
[0003]本发明方案总特点是:从“深挖洞”年代上海市现场记忆受到启迪(见图——9)，以中沙群岛泻湖暗沙海底地质为载体，以“异地预制构件/长途批量伪装运输、水下储备/现场快速组装”为主的发明方案，在浅水区短时期、同时建造多处洋面军事为主的基地。该核心技术已经过近百年实践考验。
[0004]本发明方案与“航母”相比，不足之处是不可移动；其长处是:场地面积大，战时有机动场地；基地平台只供飞机起降，飞机在机库内“整装待发“安全方便”；“多适应性强”；工期短，可批量突现；“防爆”条件好(防横向鱼雷和垂直向导弹)；受爆后修复快；“工作人员”生活环境可改善性强。该“设施”对海洋大国的中国，战略地位重大。
[0005]本发明方案的“软肋”及其防护:万物皆有“软肋”。本发明方案的“软肋”是:导弹不能让其穿透平板，若冲击波穿透基地平板在下面的水中发生，则对海底地基、柱、梁造成大的变形，增长了修复时间(当然，比起航母来，损失小多了，且尚有机动场地继续使用)。其防护方案是:“垂直向冲击波力缓冲/引导消力”技术。本技术的妙处所在:在不超过柱盘、横梁承受力范围的前堤下，将大部分垂直(瞬间)冲击波力缓冲、引导向空中而消避之；当其冲击波力当量过大时，底层平板才破碎，分解一小部分冲击波力于基地下水中，“舍车保帅”，保护柱盘、横梁，以利快速修复。(见图——6)
[0006]纲目:
[0007]?多领域需求:(□军 事基地□科研基地□海产品初加工、中转基地)
[0008].自然条件与勘察选点(□泻湖台地边沿□台地平缓□泻湖口内侧□水浅近沙洲)
[0009]?项目要求(□快速面世□多适应性□国防设施□防垂直冲击波□防横向冲击波口快速修复口备用物资口生活设施)
[0010]?技术支撑(□核心技术论证□预制件材质成本综合论证□海洋人造固定点对组装件就位精确测定技术□单元式堤坝与树立柱盘防浪作业技术□船上捞吊储件/组装、焊结、速凝混泥土填封/整件转运技术□结构框架技术□冲击波力的缓释/导向消力技术口快速修复技术口配套设施壳体技术
[0011]?配套设施(□军事防护设施□能源保障设施□预备库设施□生活设施□科研设施□其它设施)
[0012]?图纸可行性论证。(□实地勘探数据的获得□组装柱盘图□组装梁架图□缓冲/导向消力防爆双平板、替换板图等系列图□外围防横向冲击波堤坝图□水底台地边沿/紧靠基地码头区图口半水下防横向冲击波军机库简图口半水下火器掩体简图口外观相同的半水下生活区、科研区、经济加工区简图)
[0013]?同步进行的工程
[0014](I期同步工程:□图纸理论论证□实验数据提取□正式图纸制作□水底地质/水况勘察与定位□预制件材质论证、选定□预制件制造系统工程策定□运输工程策定□水底相关机械研制□相适应的军事设施、科研设施的研讨、论证。
[0015]II期同步工程:□预制件预制□预制件分批伪装运输□预制件水下分类储备口组装材料、设备的防水密封水下储备□水下台地边沿/紧靠基地码头水底挖掘建造工程口水下组装工艺人员培训与演练；□配套军事、科研设备的研发。
[0016]III期同步工程:□最佳施工季节选定□防横向爆炸冲击波/浪冲减力外围堤坝组装□多固定点的柱、梁组装位置验证器械塔的建造□配套设施的建筑构件组装□配套物资(军事防护、生活保障)到位□初期起吊机槭基座的组装□初始期锚缆水底固定基点的予建□“组装/拆换”式(初始期)立柱盘定位防浪筒□配套军事、科研设备的定型与制造。
[0017]IV期同步工程:□先期军事安全设施建设与到位；□第一道防爆防浪堤坝建设口主体工程组装:□选择最佳天气/初始期“长和宽大于水深N倍”的面积内的柱盘、横梁的艰难、高精度搭接□以后按程序组装立柱盘/搭接横梁/放置“缓冲防爆双平板” □吊装机械转至人造平台上扩大作业场地口完善后期工程口完善配套设施
[0018]?附图及附图文字说明:(见文后)
[0019]引言:本技术方案核心技术的灵感来自南中国海地图与四十多年前出差上海时见到的“深挖洞”场景的闪光对接:两边高楼大厦的大街上，每相间几十米就有几十米长的黑蓝色泥堆，都是从两边商店里运出来的。走近一看，嘿！有近百年历史的高楼都是建筑在软泥巴上的！再一细看，原来如此......(见图-9、图-1)
[0020]晚期生成陆地的软泥上能建筑高楼大厦，远古地质的浅海水的暗沙上就不能建海上基地么！……
[0021]一、多领域需求:广袤的南中国海，当前梦寐欲求的是在中沙群岛、南沙群岛有我国的军事、科研、民用基地。而且，在短期内突然同时冒出若干个。这不是梦，是完全能实现的，它成本底，来的快，来的多，同航母相得益彰。
[0022]同时，国家经济利益在南海的展现与开拓，意义深远，勿用细述。
[0023]二、自然条件与勘察选点。根据网上资料:
[0024]1、海底地质。中沙群岛除不少小沙洲外，还有水深在十几米以内的、水底由珊瑚碎屑、贝壳碎屑、其它沙粒构成的瀉湖。这样海底条件的面积很大，很多(相对于航空母舰大小)，也很适合本技术方案的实施条件，完全不用考虑在珊瑚礁体上做文章。至于南沙群岛，(战略上不知可行性么)，水底条件差点，但不是找不到。
[0025]此海底地质不差于上海市的陆地软泥地质。上海市陆地是陆地淤积，向海洋延伸的“新生陆地”，“深挖洞”的客观是实证明，其泥土的密实度并不高，可以用铁锹挖动；而海底地质，是经亿万年沉压的原始基地，密实的多(除表层浮泥外)。从水下考古的“南海一号”实践可证之。何况中沙群岛浅水暗沙海底是由碎珊瑚、碎贝壳形成的，再经海水中盐类物质的粘垢，它的强度比陆地软泥大的多！(表层新生物除外)。要证实不难，南海一探便知。
[0026]海上基地对海底地质垂直单位常态负荷远小于高楼大厦；对于爆炸引起的垂直方向冲击波，由于“四两拨千斤”的特殊的“垂直方向/横向传递”力的缓冲与引导消力技术，暗沙地质负荷条件能满足要求，并且使得受损程度缩为最小，并且有配套的快速修复技术。又，比起航母来，修复的时间快、成本低、战略性强。(见图——5、图——6、图——10)[0027]关键是“消力”技术。它把冲击波力的方向导弓引向空中而释放，而横梁上部是正三角形的尖部，受垂直向力的面积很小；两边60°的斜面，又把垂直方向的力分解了，大大地减小了其对基地主体构件的作用力，给修复的可能创造了客观条件。(见图——3、图——6之“c”)何况，三角形网状布阵的予制横梁，经搭接、焊接、混泥土填充后，已浑然一体，“共担重负”。
[0028]由于建筑地基不受限制(比之航母)，所以防护手段有条件远远大于航母。综合考量，其防护与寿命系数远大于航母。
[0029]2、气候条件。比之东、西邻国陆上基地，就是风大、雨多、温度高。但可利用半水下的特点，避免和改善之(后文详述)。但每年仍有三、四个月的较好天气(利于创建)。
[0030]三、项目要求:
[0031]1、快速面世。实力是相对而言的。抢占先机就是增强了实力。
[0032]2、多适应性。国防需求、科学研究、海底开发、渔业生产、航运补给…都是国家急需。
[0033]3、国防设施。没有国防设施保障，就没有其它事业的保障。国防当先，千古真理。
[0034]4、防垂直方向冲击波技术。本方案核心技术之一。它利用构件面的特殊角度及夹层中的特殊填充物，将所受之垂直冲击力缓冲后引导、释放到空中，大大地减小了其对基地梁柱主体骨架的作用力，给修复的可能创造了客观条件。(见图——5、图——6)
[0035]5、防横向冲击力技术。1、水中“鱼雷”。基地靠深水的侧面组装一至两道防横向冲击波堤坝(中间有消力填充物)。(见图——10) 2、基地表面受瞬间垂直冲击波后被引导/改变了方向的冲击波力。基地周边的所有设施，都处于基地表面高度以下，既安全，有利于提闻应变能力。
[0036]6、快速修复。由于横梁横断面是正三角形，所以某单位“水平格”上(一个正三角形由三个三角、一个六边形共四块组成)，无论仅上层还是上、下层的水平预制板被炸碎(经消力后)，都能会很快地用备用件在原横梁上重新组建。(见图——2、图——4)
[0037]7、战备物资。军用、修复、生活物质的储备。(略)
[0038]8、生活、科研、其它设施。其外形与军事设施相同。(略)
[0039]四、技术支撑。
[0040]1、核心技术:
[0041]①、软地基上建筑技术:用增大正压力预制件面积，以达减小压强之目的；倒凹形底盘，防地基物滑失。上海市老楼的史实已得到验证。参(025)(见图——1、图——2)
[0042]②、垂直冲击波/横向冲击波的缓冲与消力技术(简):这里所述为瞬间超强冲击波。由于作用力——缓冲——反作用力之间有时空先后的差别，这给力的缓冲、变向引导释放留下了理论与实践的平台。冲击波总能量是守恒的，它若不被引导分解向空中，则必然传导向基地主体骨架内而受破坏。参(027)、(034)(图——6)
[0043]注:防横向冲击波力技术也可稍加变化用于航母的防鱼雷导弹设施。(略)
[0044]③、基地主体结构骨架组装件的形体构成技术(简):利于恶劣环境中组建；利于长途海运；组装成后利于防爆和修复。……
[0045]2、预制件材质取向的综合论证:耐腐蚀性能；自重与运输；总成本考量；(参考海洋工程的参数)[0046]3、海洋人造固定点对组装件就位的测定技术(当前跨海大桥已使用，仍可升级)。
[0047]4、先筑“防横向冲击波堤坝”，营造一个避浪的作业区。因基地柱梁初始搭建期对海浪干扰要求高。基地建成后，时间允许，即筑构第二道堤坝。参(035)
[0048]5、船上捞吊/组装、焊接、速凝混凝土填封/整件转运到位技术。把预先储存在水中的预制件(主要针对立柱的现场组装与焊接、填充、封护)捞吊到船上，再根据每根柱盘长度要求(具体位置的水深)，在作业船上组装、长度调节、焊接、速凝混凝土填封、转运至目标位置。
[0049]6、结构框架要求(简):主要是横梁在受到垂直方向冲击波力时，受力最小，几乎
不被破坏。横梁上部为60°的正三形尖,受力面积小；两斜面分解来力。(见图-3之
“C”、图——6)
[0050]①、柱盘:下部是加大着地面积的“反凹”型圆盘(图一7之“B”)；上部是倒圆台体的横梁搭接盘(图——7之“C”)；柱、梁结合以“梯形凸凹件”，易于捕捉到位(图——3之“D”、图——7之“E”)，越压越紧；横梁长度两端预留宽容度(露出一定长度结构钢筋)，在允许范围内，横梁搭结点可不与直立柱的中心重叠。(宽容量在搭接区域——柱盘上端消化)、搭接成后加钢筋焊结、速凝混泥土填充定位。此设计是考虑到海洋环境施工条件的现实。
[0051]②、横梁:横截面为上部正三角形，正面受力面积小，且利于搭接其上的平板预制件受破坏力的引导消散(图一3之“C”、图一6之“A);下部“凸”形(增加横梁高度、平板厚度)、中空(减轻自重)(图——3)。横梁的平面搭接为力学最稳定的正三角形(图——2)。横梁高度(决定缓冲消力层的厚度)由爆炸实验数据换算而得出。该实验数据还包括空心金属球与发泡混凝土强度与收 缩率等。
[0052]③平板的力学要求:受垂直即时冲击力的设计一略大于巨型运输机降落时对地面的即时冲击力，受力过大则要求“粉身碎骨”，以便引导消力，“舍车保帅”，保护横梁主骨架。(图——6)
[0053]③、平板的形状:由于横梁搭接是正三角形，所以平板总形体也是正三角形，但是，这个总三角形是由一个六边形和三个三角形组成(图——4)(利于受垂直冲击波力时导向消力)。而且，平板朝下的一面如手雷表面一样，有纵横分割的“凹槽”，以利(受垂直冲击波时)充分向空中消力。(请放心，该基地表面只提供飞机起、降用，其它军事设施、军械都在该基地平面旁边及稍远的、低于该平面的地方，该冲击波与飞溅物不会殃及的。)
[0054]7、高冲击波力的缓冲/消力技术:横梁上部60°斜面是为防爆时在冲击波受到缓
冲后，再导引向空中而消力释放。......中空，是为了在同自重条件下，增高横梁高度，①，加
强了横梁的力学强度②、同时增加上、下两平板间的高度，也就是增加了防爆消力填充物的厚度。(图——3、图——5)……③、平板的力学要求:垂直即时冲击力略大于巨型运输机降落时对地面的即时冲击力；在受到更大的即时冲击波力时，该平板即碎裂、其下的填充物(空心球体与发泡混凝土)相继变形缩小、飞溅、……达到消力目的。(图——6)
[0055]关于防爆技术，大多采用“以硬对硬”的战术，加强“防甲”强度；而本方案，根据自身基础特性(海底；水中)，则采取太极拳的“四两拨千斤”战术，导引、消解其米势力(被压变形、飞溅的碎物分解、带走了冲击波大量的势能)。能量守恒，垂直方向的冲击波力如不被“拨导向空中，则必然以另一种形式作用于基地主体深远部，造成重大内伤。(图——6)[0056]8、快速修复技术:由于采取了“四两拨千斤”的防爆消力技术，保障了基地主体骨架的完整，因而保障了修复工作的快速实现，也就是用预备件快速更换。它的战略意义重大。
[0057]9、配套设施壳体的伪装和防爆技术:军用、科研用、民用、生活用设施的外形一样:防爆级别的半球体，共同顶高低于基地高度；半球形的外层有“缓冲/消力”构件。如飞机库:①、机库门背朝基地跑道(防冲击波力)、战机出库后转向，斜朝基地走“上坡路”。此点比之航母，优势大的多。
[0058]五、配套设施:军事防护、能源保障、物资储备、生活、科研、其它等设施，都处于半水下状态，每个体间有加上“填充物”包，作防爆消力用途。
[0059]军事防护。比之航母，由于不受有效空间限制，其防、攻设施可近、可远、可明、可暗、可多、可移动、可固定。
[0060]六、图纸可行性论证:各主要系列图纸(见“纲目”部分)的绘制，当在获得经过论证、实验后的第一手资料后，方可由专业绘图专家着手绘制。
[0061]七、同步进行的工程:(略)本发明方案一经通过可行性论证，必将全面有序地开展各项工程。
[0062]八、后期完善、增强工程:整体工程完成、投人使用后，时间允许，可复筑堤坝；可轮换地在基地平台上复加一层平面设施。
[0063]核心技术示意附图文字说明:
[0064]图——1:立于暗沙海底的基地平台的盘柱布阵俯视示意图。
A:增加正压力面积的接地的圆台状大盘。
B:盘柱中部的柱身。
C:盘柱上部的倒圆台柱状与横梁搭接的合扣件。
[0065]图——2:基地平台横梁的布阵俯视示意图。
A:横梁的端部，它与“图一I”之“C”90°凸凹搭接。
B:S卩“图一I”之“C”(盘柱的上端部)。
[0066]图-3:基地平台横梁的截面示意图。
A:略作为上平板放置的承接小面。
B:略作为下平板放置的承接小面 C:横梁上部的60°斜面。
D:与立柱盘上端扣接的凸接局部。
E:预制件的结构钢筋。
F:预制件实体。
H:中空部分。
[0067]图——4:搭放于基地平台横梁间格的平板预制件示意图。
A:正三角形的整体平板预制件。
B:平板背面被预制深槽分隔的中部的正六边形。
C:平板背面被预制深槽分隔的角部的正三边形。
[0068]图一5:组建于基地平台横梁间格的复合平板预制件(横截面)示意图。
A:横梁预制件。B:上预制平板。
C:下预制平板。
D:中空的金属球体。(受冲击波力后体积变形缩小、飞溅，起缓冲、消力作用)
E:强度不高的(经过实验的)粘合剂，如发泡混泥土。先一步“粉身碎骨”而“舍车保
帅，，
[0069]图一6:基地复合平板受到强垂直方向冲击波力时受力、导引消力(横截面)示意图。
A:基地平台主要结构件——横梁。
B:被引导向空中的力的作用而飞溅的残碎物。
C:尚未被破坏的下部平板(即若被破坏，但横梁尚不被破坏)。
[0070]图 7:基地王构件立柱盘整体构造不意图。
A:柱盘中间部分。
B:下部加大着地面积的圆台形下凹面盘。
C:上端与横梁搭接的倒圆台形构件。
D:构件结合部的插接件。
E:上端与横梁搭接的“凹”形搭接口。
[0071]图一8:柱盘、横梁、复合平板等搭接示意图。
A:横梁预制件。
B:上预制平板。
C:下预制平板。
D:中空的金属球体。(受冲击波力后体积变形缩小，起缓冲、消力作用)
E:强度不高的(经过实验的)粘合剂，如发泡混泥土。先一步“粉身碎骨”而“舍车保
帅，，
F:立于海底的柱盘。
H:柱盘之间的连接件。
[0072]图一9:70年代上海“深挖洞”时期见到的、各临街门市部深挖时显现的大厦地基下的(黑蓝色泥中)立柱竖截面(正方体)示意图。
A:边长1.5M左右的正方立柱主体。
B:扩大了受力面积的、多级的四面台体。(当时现场只露出两级)。
C:软泥地基。
[0073]图——10:防横向冲击波堤坝/堤坝与基地平台间缓冲、防爆区示意图。
A:基地平台的、经焊接和混泥土填充已成为整体的横梁骨架。
B:基地平台与防爆堤坝之间的表面平板或横梁。
C:基地平台与防爆堤坝之间的下层平板或横梁。它向上拱起:其一、增强垂直力的钢度；其二、堤坝在受到横向冲击力时，可能向基地平台方向移动，届时，因拱形比直线形易被横向挤坏，因而，“舍车保帅”，它先被摧毁，以避免基地平台受损。
D:空心金属球。在其上的平板受到垂直方向冲击波力而破坏时，空心球首先被迫变形、体积缩小、飞溅……，空心金属球的作用是缓冲/消力。
E:粘结金属空心球的发泡混凝土。它的强度远小于基地平板——受爆时“率先”粉身碎骨。
F:(重要技术)基地平台与防爆堤坝之间的表面平板或横梁的宽松的支撑腔台。亦即空心金属球、发泡混凝土组成的填充物受到冲击波力时，可回缩、飞溅的填充腔体。
当堤坝受到横向高冲击波时，坝体可能向基地平台一侧移动，但不因其移动而伤及基地平台。
G:(重要技术)如建筑工地之“脚手架”，在现场组装、焊结成的堤坝单元式金属管骨架。
它由网状外围组成，再在网架内填充速凝混凝土密封袋，(对堤坝成形的限制)。用它重复并列筑构而成堤坝。
H:不透水的软袋。其外表有“凸点”，用以增加阻尼；内部于施工现场装80%量的金属空心球/发泡速凝混凝土，投入堤坝单元钢骨架网内，速成坝体。这一部分是堤坝外侧的缓冲消力层。
J:不透水的软袋。其外表有“凸点”，用以增加阻尼；内部于施工现场装80%量的速凝混凝土，投入堤坝单元钢架网内，速成坝体。这一部分是堤坝内侧的坚固主体部分。
K:堤坝外侧的防爆缓冲消力部分。外表的“曲线型体”，起回浪作用。
L:堤坝内侧的防爆坚实主体部分。
M:堤坝单元金属管骨架中钢板或钢筋混凝土预制板。用以增加堤坝内侧主体部分(受爆时)的受力面积。
【权利要求】
1.一种在中国南海泻湖浅水区快速建成军事兼多用基地的创新技术方案，其特征是:按照御防垂直方向冲击波、水平方向冲击波创新技术绘制的图样，在异地预制成组装件，预先运储到目的海区水下；在目的地做好前期工程；择期实施船上捞吊水中预制储件/组装、焊接、封填/工地组装等工程，快速、同时突现若干个海上军事兼多用基地。
2.根据权利要求“1”，要求保护海上基地平台御防垂直方向冲击波对基地平台破坏力的“缓冲/引导消力”技术，其特征是:“四两拨千斤”，海面基地平台由上、下平板、中间为“空心金属球”加发泡混凝土的缓冲、消力层，该消力层受力缩小、变形、飞溅，达到缓冲、导向、消力作用。
3.根据权利要求“1”，要求保护海上基地平台御防垂直方向冲击波对横梁构架破坏力的“缓冲/引导消力”技术，其特征是:“四两拨千斤”，该横截面由上部60°尖角构成的横梁，其上两斜面的作用:一、承受正面冲击力的面积小；二、当基地平板受力时，将其飞溅物因冲击波所传导的力引导向空中，以达到消力目的。
4.根据权利要求“1”，要求保护海上基地平台御防横方向冲击波(鱼雷)对基地破坏力的“单元组装/缓冲/引导消力”技术，其特征是:一、按创新技术设计图在作业区组装、焊接成外围网状的钢管骨架——堤坝组装单元，入水定位后，向该单元内投满速凝混凝土密封袋，依次重复作业，组成水中防爆堤坝；二、堤坝组装单元由内外两部分组成，外部由“空心金属球与发泡速凝混凝土”密封袋构成；三、该堤坝由二道以上组成，堤坝之间堆满“空心金属球+发泡速凝混凝土”密封袋。
5.根据权利要求“1”，要求保护海上基地平台主体结构——柱盘技术，其特征是:一、不必深建柱基；二、立柱下部为圆台、底面凹形的大盘，以增加海底受力面积；三、可依据具体位置的水深，调整长度，组装、焊接、速凝混凝土填封；四、柱盘之间连接为整体。
6.根据权利要求“1”，要求保护海上基地平台主体结构——埔设于横梁间格的防爆平板预制件技术，其特征是:该予制件的下表面由纵横交义的沟状构成，当承受力大于设计强度时，它被迫均匀破碎、飞溅消力，以保护主体梁架，达到快速修复的目的。
【文档编号】E04H9/04GK103485565SQ201310334830
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年8月5日 优先权日:2013年8月5日
【发明者】王振牛 申请人:王振牛