专利名称：海洋景观球状观察舱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种固定的海洋生态球状观察舱，可应用于海洋调査、海洋旅游 等领域，能使人类方便地进行海洋鱼类、珊瑚、藻类等现场观察。
背景技术：
在海洋珊瑚礁保护区内，在蔚蓝、透明、清澈的海水里，生活着种类繁多的 硬珊瑚和软珊瑚，还有摇曳多姿的藻类植物，追来逐去的庞大鱼群，海蛇、海胆、 海星等，海洋珊瑚礁保护区具有较大的海洋旅游开发价值。
我国北京、南京、青岛、秦皇岛、杭州等城市已建成多个海底世界公园，在 公园的海底隧道中，重达200多斤的大海龟，3米多长的大鲨鱼，直径l米多的 鱼从您头上悠闲自在的游过，各个千奇百怪，美不胜收。
面对绚丽多姿的海洋世界，人类向往着潜入海底，进行近距离的海洋生态观 察，五光十色的珊瑚礁丛、珍稀的海洋动物，迷人的景观尽收眼底。海洋中观鱼 的方式有很多，可以自带泳镜和呼气管飘在海面上看鱼，可以潜水，可以乘坐潜 水艇潜到40米深的海底，也可以乘坐玻璃平底船出海观鱼。
直接潜水浮潜、水肺潜水旅游项目适合浅海观鱼；半潜式海底游览船使人们 像潜水员一样目睹海底神奇景观，仅适合浅海观鱼；深海观光潜艇能到达潜水观 光无法到达的地方，令人们仿佛置身于珊瑚及千百种海洋鱼类之中，享受海龙王 的快乐，但是其费用较高。海洋旅游界期待着一种经济、安全、使用方便的深海 观鱼旅游项目。
本发明涉及一种固定的海洋生态球状观察舱，可应用于海洋调査、海洋旅游 等领域，能使人类方便地进行海洋鱼类、藻类等现场观察。利用打入式密闭钢管作为构筑物结构支柱，采用重力式混凝土基础或缆索抵抗水平力，钢管桩上焊有 多个大直径球形壳结构，球壳结构作为海洋景观观察舱，采用穹形亚克力玻璃作 为海洋景观观察窗，密闭钢管内设置圆形电梯，作为垂直运输工具，钢管桩顶部 设置三角支撑，构筑观光休息平台。本发明具有经济实惠、安全、使用方便，可 用于深海海洋生态的现场观察。
发明内容
技术问题本发明涉及一种用于深海海洋生态的现场观察海洋景观球状观察舱。
技术方案 一种海洋景观球状观察舱，包括密闭钢管，在密闭钢管的上端设 有钢结构出入口平台，在密闭钢管上套设球形舱，在密闭钢管内设有电梯，所述 电梯的楼层出口设在球形舱内，在所述球形舱上设有用于海洋观景的穹形观察玻 璃窗。
有益效果利用类似海洋钻井平台和海湾桥梁深水基础施工工艺，采用打桩 设备，打入密闭钢管，作为海洋景观观察构筑物的结构支柱，釆用重力式混凝土 基础或缆索抵抗水平力，钢管桩上焊有多个大直径球形壳结构，球壳结构作为海 洋景观观察舱，采用穹形亚克力玻璃作为海洋景观观察窗，密闭钢管内设置圆形 电梯，作为垂直运输工具，钢管桩顶部设置三角支撑，构筑观光休息平台。本发 明经济实惠、安全、使用方便。本发明采用打桩设备，打入密闭钢管，作为海洋 景观观察构筑物的结构支柱，密闭钢管内设置圆形电梯，作为垂直运输工具，其 结构简单合理。钢管桩上焊有多个大直径球形壳结构，作为海洋景观观察舱，球 壳结构能承受巨大的水压力，其结构设计合理。采用本发明，可进行近距离的海 洋生态观察，五光十色的珊瑚礁丛、珍稀的海洋动物，迷人的景观尽收眼底，使 人们像潜水员一样目睹海底神奇景观，能到达潜水观光无法到达的地方，令人们 仿佛置身于珊瑚及千百种海洋鱼类之中，享受海龙王的快乐。海洋珊瑚礁保护区 具有较大的海洋旅游开发价值，采用本发明，可方便的使人们进行深海观鱼，进 一步提高人们对海洋生态的观察兴趣。
图1是一种固定的海洋景观球状观察舱剖面图。
图中有密闭钢管l;钢管内混凝土填充物2;球形舱3;上钢球壳结构4; 下钢球壳结构5;穹形观察玻璃窗6;钢结构吊顶7;钢结构地板8;钢结构三角 支撑9;钢结构出入口平台10;电梯ll;机房12。
具体实施例方式
一种海洋景观球状观察舱，其特征在于包括密闭钢管1，在密闭钢管l的上
端设有钢结构出入口平台10，在密闭钢管1上套设球形舱3，在密闭钢管1内设 有电梯ll，所述电梯ll的楼层出口设在球形舱3内，在所述球形舱3上设有用 于海洋观景的穹形观察玻璃窗6，在球形舱3内设有钢结构地板8和钢结构吊顶 7，所述的球形舱3的数量可以是1个、2个或多个，在本实施例中，球形舱3 采用2个，位于上面的球形舱3采用上钢球壳结构4，位于下面的球形舱3采用 下钢球壳结构5，钢结构出入口平台10利用钢结构三角支撑9固定在密闭钢管1 上，在密闭钢管1顶部设有机房12。
本发明，根据海洋地质、地形、地貌条件及海洋生物地理环境，确定海洋生 态观察位置，精密放样测量，布置定位导架，选定密闭钢管打入位置。
采用浮运方法，将钢管运现场，进行现场拼装焊接成桩，喷涂防腐涂料。采 用合理的打桩设备，将密闭钢管1打入海底设计深度，抽取管桩内的海水，采用 微膨胀混凝土进行钢管内浇筑，形成钢管内混凝土填充物2。现场吊装钢筋笼， 将钢筋笼沉至预定基础位置，水下浇筑混凝土，形成重力式混凝土基础，必要时 增设抵抗水平力的缆索和锚桩。
在工厂下料球壳板，拼装成形上钢球壳结构4和下钢球壳结构5，并安装穹 形观察玻璃窗6，安装钢结构吊顶7和钢结构地板8。采用浮运方法将钢球壳结 构运至现场，采用吊装方法，将成品球壳套入钢管桩内，水下焊接固定成形并确 保防水效果。在预定的门洞位置，打通密闭钢管1和上钢球壳结构4、下钢球壳 结构5，安装钢门框，达到受力和防水的要求。进行观察球壳结构的内部装潢及 设备电气安装。
在海平面上，密闭钢管1四周焊接三角形支撑9，搭设钢结构出入口平台10，安装平台间门窗。进行休息平台间内部装潢及设备电气安装，进行运输电梯11 和机房12的安装。进行必要的救生设备和柴油发电机的配置。配备小型船艇， 进行人员接送。
采用大直径空心钢管桩作为支柱结构及垂直运输通道，结构合理，采用球壳 观察舱，结构受力可靠，本发明可用于深海海洋生态的现场观察，具有经济实惠、 安全、使用方便等优点。在海洋珊瑚礁保护区，可方便的使人们进行深海观鱼， 拓宽海洋旅游开发业务。
本发明的海洋生态球状观察舱主要施工工艺流程为海洋生态观察舱的场地 选择一一打入密闭钢管——钢管内灌入混凝土——重力式混凝土基础施工—— 穹形亚克力玻璃窗制作一一海洋观察球壳舱安装施工——球壳观察舱内部装潢 ——安装钢结构出入口平台——安装电梯、机房一一安装电气电机设备。海洋生 态球状观察舱施工要点如下
(1) 海洋生态观察舱的场地选择 珊瑚礁中栖息着的生物数量巨大、动植物种类繁多，是多种珍稀海洋生物最
重要的栖息地，它的功效相当于热带地区的大片雨林。由于珊瑚礁具有复杂多样 的形态，许多海洋生物的卵也附着在珊瑚上，因而为鱼虾类提供了很好的栖息场 所。珊瑚礁不仅有着五彩绚丽的形态，具有很好的海洋旅游观光价值。选择合适 的珊瑚礁海域，作为深海海洋观察场所。
(2) 打入密闭钢管
采用浮运方法将密闭钢管运至现场，现场进行拼装焊接和防腐喷涂处理，采 用起吊设备吊装就位，釆用施工机械打击沉桩。密闭钢管在海洋中打入方法主要 有如下几种①用浮式打桩船打桩，②在栈桥上用可移动打桩架或吊机打桩法， (D用吊船辅以导向架打桩，④用自升平台打桩。 一般，深水基础打桩施工机械有 打桩船、桩架，蒸汽打桩锤，柴油打桩锤，振动缍，液压打桩锤等。按照设计要 求，将密闭钢管沉到设计标高，确保其能承受构筑物的竖向和水平荷载。为了增 加钢管桩身的承载能力，钢管桩内应灌入混凝土填充物，以增加其抗压和抗剪的 承载能力。
(3) 重力式混凝土基础施工 为了提高大直径管桩抵抗水平荷载的能力，确保构筑物的结构安全，应设置重力式混凝土基础，进一步提高构筑物的基础强度和刚度。采用现场吊装钢筋笼， 将钢筋笼沉至预定基础位置，水下浇筑混凝土，形成重力式混凝土基础。如果地 质条件较差，可增设抵抗水平力的缆索，确保构筑物基础的强度和刚度要求。
(4) 穹形亚克力玻璃窗制作 亚克力玻璃是专指纯聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料，而把PMMA板材
称作亚克力板。亚克力板之特性与优点，亚克力具有高透明度，透光率达92%， 有"塑胶水晶"之美誉。且有极佳的耐候性，尤其应用于室外，居其他塑胶之冠， 并兼具良好的表面硬度与光泽，加工可塑性大，可制成各种所需要的形状与产品， 厚板仍能维持高透明度。鉴于亚克力玻璃具有良好的特性，已被广泛应用于海洋 观察装置，海洋景观观察舱选用亚克力玻璃作为观察窗用料，具有较好的合理性。
(5) 海洋观察球壳舱安装施工
海洋深海中水压较大，采用球壳结构可承受巨大的水压力，因而选用球壳作 为海洋景观观察舱的结构形式。我国建有大量的储油储气罐，潜艇制造工艺已相 当成熟，球壳施工工艺已经非常成熟。在球壳施工制作中，球壳板应精密下料， 对其产品部件进行严格质量监检。球壳板拼装一般采用焊接工艺，应严格执行球
壳制造标准的规定，球壳板的焊接质量是非常重要的，必须对其焊接质量进行严 格质量监控。球壳组装主要有以下几种方法①整体吊装法，②两半球组装法， ③分带组装法，④大片散装法。选择适当的场地，进行海洋观察舱球壳的拼装， 并安装穹形亚克力玻璃观察窗。观察舱球壳组装完成后，采用浮运方法将钢球壳 结构运至现场，采用吊装方法，将成品球壳套入钢管内，球壳内放置铁砂配重及 注入海水，下沉到设计标高，水下焊接固定成形，并确保防水效果。
(6) 球壳观察舱内部装潢 -在球壳观察舱吊装施工完毕后，在预定的门洞位置，打通密闭钢管和钢球壳
结构，安装钢门框，达到受力和防水的要求。观察舱球壳内，安装钢结构吊顶和 钢结构地板，进行观察球壳结构的设备电气安装。
(7) 安装钢结构出入口平台和电梯
在海平面上，密闭钢管四周焊接三角形支撑，搭设钢结构出入口平台，安装 平台间门窗。进行休息平台间内部装潢及设备电气安装，进行运输电梯和机房的 安装。
7(8)安装电气电机设备 在固定的海洋景观球状观察舱结构安装完毕后，安装门窗等辅助设施，进行 室内装饰装潢。安装水暖电气设备，以保证深海观察舱的空气新鲜和良好的照明。 并进行必要的救生设备和柴油发电机的配置。配备小型船艇，进行人员接送。
权利要求
1.一种海洋景观球状观察舱，其特征在于包括密闭钢管(1)，在密闭钢管(1)的上端设有钢结构出入口平台(10)，在密闭钢管(1)上套设球形舱(3)，在密闭钢管(1)内设有电梯(11)，所述电梯(11)的楼层出口设在球形舱(3)内，在所述球形舱(3)上设有用于海洋观景的穹形观察玻璃窗(6)。
2. 根据权利要求1所述的海洋景观球状观察舱，其特征在于在球形舱(3) 内设有钢结构地板(8)和钢结构吊顶(7)。
全文摘要
一种海洋景观球状观察舱，包括密闭钢管，在密闭钢管的上端设有钢结构出入口平台，在密闭钢管上套设球形舱，在密闭钢管内设有电梯，所述电梯的楼层出口设在球形舱内，在所述球形舱上设有用于海洋观景的穹形观察玻璃窗，在球形舱内设有钢结构地板和钢结构吊顶。采用本发明，可进行近距离的海洋生态观察，五光十色的珊瑚礁丛、珍稀的海洋动物，迷人的景观尽收眼底，使人们像潜水员一样目睹海底神奇景观，能到达潜水观光无法到达的地方。
文档编号G01C13/00GK101581582SQ200910033560
公开日2009年11月18日 申请日期2009年6月23日 优先权日2009年6月23日
发明者晨 周, 徐文平, 航 戴, 王仙美 申请人:东南大学