锤击入泥式板锚及其安装工具和入泥施工方法与流程

本发明涉及系泊技术领域，尤其涉及一种锤击入泥式板锚、该锤击入泥式板锚的安装工具及该锤击入泥式板锚的入泥施工方法。

背景技术：

在海洋工程、船舶工程、水面漂浮光伏工程等系统中，为了对水面漂浮的结构物定位，限制其运动范围，通常必须有系泊系统。

系泊系统由若干系泊线和锚组成，系泊线的上端与被系泊结构物相连接，下端则与锚相连接。锚嵌入水底泥土中，安装就位的锚在水底泥土中保持位置不变，为系泊系统提供承载力，以系留被系泊结构物。为了提供尽可能大的承载力，需要尽量增加锚在水底泥土中的有效承载面积。

现有技术中，锚的安装是通过抛锚来实现的。为了实现锚在水底泥面的自动翻转和对不同地质条件的适应性，通常锚的结构都比较复杂，其中有相当一部分结构及材料是为了改善锚的功能而设计的，在锚就位后并不参与提供有效承载，导致锚的单位重量承载能力较小、材料成本较高。而且，通过抛锚来定位的锚，锚在入泥受拉后，其在泥土中有一段逐渐运动的入泥轨迹，待其停止到稳定位置后，由于水底泥土的复杂性和各向异性，锚的最终位置和设计位置往往会有一定的精度误差，导致整个系泊系统的安装精度较低。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、单位重量承载能力大且安装精度高的锤击入泥式板锚，以克服现有技术的上述缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种锤击入泥式板锚，包括锚体，锚体呈板状，锚体具有用于插入水底泥面的第一端和远离第一端的第二端，在第二端的端面上设有定位结构，定位结构为定位凹槽或定位凸起；锚体的上表面上设有至少一个用于连接系泊线的吊耳。

优选地，锚体的第一端呈尖角状。

优选地，锚体的上表面和/或锚体的下表面上设有至少一个加强筋。

优选地，加强筋沿锚体的第二端指向第一端的方向延伸。

优选地，吊耳设有多个，所有吊耳间隔分布在以锚体上表面的中心为圆心的圆周上。

优选地，所有吊耳等间隔地分布在圆周上。

优选地，还包括至少一个与吊耳一一对应的锚链，锚链的一端与对应的吊耳相连接，且另一端用于与系泊线相连接，所有锚链的长度相等。

本发明再提供一种上述锤击入泥式板锚的安装工具，包括夹具和锤击传力杆，夹具包括一主板，在主板的一端设有限位结构以及两个间隔相对的夹板，两个夹板之间形成供锚体的第二端插入的空间，限位结构与锚体的定位结构配合插接；锤击传力杆设置在主板的另一端。

本发明还提供一种上述锤击入泥式板锚的入泥施工方法，包括以下步骤：步骤一、将锚体上的每个吊耳各通过一个锚链与系泊线相连接，每个锚链的长度均相等；步骤二、将锚体的第二端插入安装工具的夹具中，然后将锚体和安装工具一同下放至水底泥面，并使锚体的第一端垂直插入水底泥面；步骤三、连续锤击安装工具的锤击传力杆，将夹具和锚体一同打入水底泥土中，当锚体的入泥深度达到预设的入泥深度时停止锤击，然后将锤击传力杆和夹具提出泥面；步骤四、当系泊线受到系泊力拉拽时，锚体在系泊线拉拽的作用下在水底泥土中自动翻转调整角度，并提供最大的有效承载面积和承载力。

优选地，在步骤一中，每个锚链的一端各通过一个第一卸扣与对应的吊耳相连接，且另一端均与一第二卸扣或多孔眼板相连接，系泊线与第二卸扣或多孔眼板相连接。

与现有技术相比，本发明具有显著的进步：

本发明的锤击入泥式板锚，结构非常简单，其锚体可以与系泊线固定连接，通过锚体上的定位结构与安装工具上的限位结构的配合插接，可由安装工具夹持下放至指定的水底泥面位置处，通过持续锤击安装工具可以将锚体打入水底泥土中且达到预设的入泥深度，能够保证锚点的位置和朝向，安装方便且安装精度高，有利于控制整个系泊系统的安装精度，且当系泊线受到系泊力拉拽时，锚体在系泊线拉拽的作用下可以在水底泥土中自动翻转调整角度，并提供最大的有效承载面积及承载力，从而增加了单位重量承载能力。由此，可以大大降低锚的材料成本及安装施工成本。

本发明的锤击入泥式板锚的安装工具，用于实现本发明的锤击入泥式板锚的锤击入泥施工，能够传递安装时的锤击载荷并便于控制锚体安装时的朝向，精确保证锚点的位置和朝向，有利于控制整个系泊系统的安装精度。

本发明的锤击入泥式板锚的入泥施工方法，通过安装工具的夹具夹持下放锚体至指定的水底泥面位置处，并通过持续锤击将锚体打入水底泥土中且达到预设的入泥深度，能够保证锚点的位置和朝向，安装方便且安装精度高，有利于控制整个系泊系统的安装精度，且当系泊线受到系泊力拉拽时，锚体在系泊线拉拽的作用下可以在水底泥土中自动翻转调整角度，提供最大的有效承载面积及承载力。

附图说明

图1是本发明实施例的锤击入泥式板锚的立体结构示意图。

图2是本发明实施例的锤击入泥式板锚的侧视示意图。

图3是本发明实施例的锤击入泥式板锚通过锚链与系泊线相连接的示意图。

图4是本发明实施例的安装工具的夹具从一个方向看的立体结构示意图。

图5是本发明实施例的安装工具的夹具从另一方向看的立体结构示意图。

图6是本发明实施例的安装工具的锤击传力杆的结构示意图。

图中：

1、锚体11、第一端12、第二端

120、定位凹槽13、吊耳130、通孔

14、加强筋2、夹具20、主板

21、夹板210、空间22、圆柱形限位件

23、连接结构230、连接孔231、卡接凹槽

3、锤击传力杆30、插接部31、卡接凸起

4、锚链5、系泊线61、第一卸扣

62、第二卸扣

具体实施方式

下面结合附图1至图6对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1至图3所示，本发明锤击入泥式板锚的一种实施例。本实施例的锤击入泥式板锚可以由安装工具夹持下放至水底泥面，并通过持续锤击安装工具将本实施例的锤击入泥式板锚打入水底泥土中且达到预设的入泥深度。

具体地，如图1所示，本实施例的锤击入泥式板锚包括锚体1，锚体1呈板状，锚体1具有用于插入水底泥面的第一端11和远离第一端11的第二端12。在第二端12的端面上设有定位结构，则在安装工具上对应设有限位结构，锚体1上的定位结构用于与安装工具上的限位结构相互配合插接，可实现锚体1与安装工具之间的相对固定，以传递安装时的锤击载荷并便于控制锚体1安装时的朝向。

本实施例中的定位结构为在锚体1第二端12的端面上开设的定位凹槽120，则相应地，安装工具上的限位结构为与定位凹槽120配合插接的限位凸起。优选地，定位凹槽120为半圆形凹槽，且沿锚体1的厚度方向贯穿锚体1，则安装工具上的限位凸起为与半圆形凹槽尺寸相匹配的半圆柱形凸起。当然，锚体1上的定位结构也可以为从锚体1第二端12的端面上延伸出的定位凸起，则相应地，安装工具上的限位结构为与定位凸起配合插接的限位凹槽。

锚体1上的定位结构的数量并不局限，可以设置一个或者多个，则安装工具上设有相应数量的限位结构。例如本实施例中，在锚体1第二端12的端面上间隔设有两个定位凹槽120，则安装工具上应相应设有两个分别与两个定位凹槽120配合插接的限位凸起。

本实施例中，锚体1的上表面上设有至少一个吊耳13，吊耳13上开设有通孔130，用于连接系泊线。系泊线的上端与被系泊结构物相连接，系泊线的下端则与吊耳13相连接。吊耳13可以设有多个，优选地，所有吊耳13间隔分布在以锚体1上表面的中心为圆心的圆周上。进一步，所有吊耳13等间隔地分布在该圆周上。吊耳13可以是焊接在锚体1的上表面上的，也可以是与锚体1一体铸造成型的。

如图3所示，本实施例的锤击入泥式板锚还包括至少一个与吊耳13一一对应的锚链4，锚链4的数量与吊耳13的数量相同，则每个吊耳13可以各通过一个锚链4与系泊线5的下端相连接。锚链4的一端与对应的吊耳13相连接，锚链4的另一端与系泊线5相连接，所有锚链4的长度相等。优选地，每个锚链4的一端各通过一个第一卸扣61与对应的吊耳13相连接，且另一端均与一第二卸扣62相连接，即所有锚链4远离吊耳13的一端汇聚至第二卸扣62处并与第二卸扣62相连接。系泊线5则与第二卸扣62相连接，由此实现系泊线5与多个吊耳13的连接。本实施例中的第二卸扣62也可以采用多孔眼板代替。

本实施例的锤击入泥式板锚结构非常简单，其锚体1可以与系泊线固定连接，通过锚体1上的定位结构与安装工具上的限位结构的配合插接，可由安装工具夹持下放至指定的水底泥面位置处，通过持续锤击安装工具可以将锚体1打入水底泥土中且达到预设的入泥深度，能够保证锚点的位置和朝向，安装方便且安装精度高，有利于控制整个系泊系统的安装精度，且当系泊线受到系泊力拉拽时，锚体1在系泊线拉拽的作用下可以在水底泥土中自动翻转调整角度，并提供最大的有效承载面积及承载力，从而增加了单位重量承载能力。由此，可以大大降低锚的材料成本及安装施工成本。

进一步，在本实施例中，锚体1的第一端11呈尖角状，以利于锚体1的锤击入泥。当然，锚体1的第一端11也可以不设为尖角状，则锚体1可以呈矩形板状，这种形式的锚体1适用于水底表层土质较软的施工环境。

进一步，在本实施例中，锚体1上设有至少一个加强筋14，加强筋14设置在锚体1的上表面和/或下表面，即加强筋14可以设置在锚体1的上表面，也可以设置在锚体1的下表面，或者在锚体1的上表面和下表面均设有加强筋14。加强筋14可以增加锚体1的强度和抗屈曲特性。加强筋14可以是焊接在锚体1上的，也可以是与锚体1一体铸造成型的。加强筋14的数量和位置并不局限，可以根据锚体1的尺寸及实际需要进行选择设置。优选地，加强筋14沿锚体1的第二端12指向第一端11的方向延伸。如图1和图2所示，本实施例中，在锚体1的上表面和下表面相对应的位置处分别设有两个加强筋14。

如图4至图6所示，基于上述锤击入泥式板锚，本实施例还提供了一种上述锤击入泥式板锚的安装工具。本实施例的安装工具包括夹具2和锤击传力杆3。

具体地，如图4所示，本实施例安装工具的夹具2包括一主板20，优选地，主板20呈三角形板状。在主板20的一端设有限位结构以及两个间隔相对的夹板21，两个夹板21之间形成供锚体1的第二端12插入的空间210。安装时，可以将锚体1的第二端12插入两个夹板21之间的空间210内，且锚体1第二端12端面上的定位结构与夹具2主板20上的限位结构相互配合插接，从而实现夹具2对锚体1的夹持定位，可以传递安装时的锤击载荷并便于控制锚体1安装时的朝向。夹具2主板20上的限位结构可以是与锚体1上的定位凹槽120配合插接的限位凸起，或者是与锚体1上的定位凸起配合插接的限位凹槽。夹具2主板20上的限位结构的数量并不局限，可根据锚体1上的定位结构的数量选择设置。本实施例中，在夹具2主板20的一端设有两个分别与锚体1上的两个定位凹槽120配合插接的限位结构，该限位结构为圆柱形限位件22，且该圆柱形限位件22的上半部分嵌入夹具2主板20内、下半部分则突出于夹具2主板20的端面，形成与锚体1上呈半圆形凹槽的定位凹槽120配合插接的限位凸起。

锤击传力杆3设置在夹具2主板20的另一端，击打锤击传力杆3，可以将锤击力通过夹具2传递至锚体1。本实施例中，如图5所示，在夹具2主板20远离夹板21的一端设有连接结构23，连接结构23的一端与夹具2主板20固定连接，连接结构23的另一端开设有连接孔230，在连接孔230的孔壁上开设有卡接凹槽231。与之相应的，如图6所示，本实施例的锤击传力杆3的一端部设有插接部30，插接部30的外径与连接孔230的内径相匹配，插接部30的外表面上延伸出可与卡接凹槽231配合卡接的卡接凸起31。装配时，可以将锤击传力杆3的插接部30插入夹具2连接结构23的连接孔230中，并使插接部30上的卡接凸起31插入连接孔230孔壁上的卡接凹槽231中，从而实现锤击传力杆3与夹具2的卡接固定。

本实施例的锤击入泥式板锚的安装工具用于实现本实施例的锤击入泥式板锚的锤击入泥施工，能够传递安装时的锤击载荷并便于控制锚体1安装时的朝向，精确保证锚点的位置和朝向，有利于控制整个系泊系统的安装精度。

基于上述锤击入泥式板锚及安装工具，本实施例还提供了一种上述锤击入泥式板锚的入泥施工方法，包括以下步骤：

步骤一、将锚体1上的每个吊耳13各通过一个锚链4与系泊线5相连接，每个锚链4的长度均相等。优选地，每个锚链4的一端各通过一个第一卸扣61与对应的吊耳13相连接，且另一端均与一第二卸扣62相连接，即所有锚链4远离吊耳13的一端汇聚至第二卸扣62处并与第二卸扣62相连接。系泊线5则与第二卸扣62相连接，本实施例中的第二卸扣62也可以采用多孔眼板代替。

步骤二、将锚体1的第二端12插入安装工具的夹具2中，然后将锚体1和安装工具一同下放至水底泥面，并使锚体1的第一端11垂直插入水底泥面。

步骤三、连续锤击安装工具的锤击传力杆3，将夹具2和锚体1一同打入水底泥土中，当锚体1的入泥深度达到预设的入泥深度时停止锤击，然后将锤击传力杆3和夹具2提出泥面，此时夹具2在外力作用下可脱离锚体1。

步骤四、当系泊线5受到系泊力拉拽时，锚体1在系泊线5拉拽的作用下在水底泥土中自动翻转调整角度，并提供最大的有效承载面积和承载力。至此，锤击入泥式板锚的入泥施工完毕。

本实施例的锤击入泥式板锚的入泥施工方法，通过安装工具的夹具2夹持下放锚体1至指定的水底泥面位置处，并通过持续锤击将锚体1打入水底泥土中且达到预设的入泥深度，能够保证锚点的位置和朝向，安装方便且安装精度高，有利于控制整个系泊系统的安装精度，且当系泊线受到系泊力拉拽时，锚体1在系泊线拉拽的作用下可以在水底泥土中自动翻转调整角度，提供最大的有效承载面积及承载力。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。