一种改良的深水网箱主框架的制作方法

本实用新型涉及一种用于海水网箱养殖业的网箱，特别涉及一种改良的深水网箱主框架。

背景技术：

海水养殖网箱是海洋渔业的重要组成部分。目前我国离岸大型网箱养殖工程装备技术得到突破性进展，创制出适合我国海况养殖的国产化抗风浪深水网箱，在台风多发的南海区建立了六大离岸深水网箱养殖区，在全国建立了40余个离岸深水网箱养殖示范基地，网箱应用总量近8000只。

网箱类型包括HDPE圆形网箱、HDPE方形网箱、方形钢质网箱等，分布在以岛屿为屏障的20米水深半开放水域附近养殖，取得了较大的经济和社会效益。随着我国的台风现象的频发，深水网箱养殖进一步向外海深水区域拓展，网箱结构安全仍然是制约产业发展的最大问题，如201117号超强台风“纳莎”、201311 号超强台风“尤特”、201409号超强台风“威马逊，均给台风中心区域的网箱养殖造成了不同程度的破坏，使网箱养殖业损失严重。

国外大型网箱已成为深水养殖拓展海水养殖空间的重要装备。深水网箱养殖始于上世纪70年代的挪威和爱尔兰，目前养殖规模较大，技术比较成熟的有挪威、智利、日本、丹麦、美国、澳大利亚、加拿大等国。挪威的深水网箱养殖被视为全球的典范，其配套装备齐全、养殖技术水平高、效益最好。网箱类型多样化、大型化、深水化的发展趋势已成必然，世界最大单个网箱容量超10万m3，养殖荷载极限达2000t，其技术优势主要是建立在应用基础研究上的，包括网箱系统与风浪协同受力研究、网箱结构设计与分析技术。先进分析与设计手段的应用，大大优化了网箱结构及安全，装备安全技术仍然是保障网箱产品国际竞争力的基础。

目前海水养殖浮式网箱按主框架形状主要有圆形网箱、方形网箱等类型，但却也存在很多问题。深水网箱主框架结构及管材设计不科学，抗风浪能力差，管材易变形或折断，从而使整个网箱损坏，以致生产不稳定。超强台风也会造成深水网箱严重损坏，造成巨大的经济损失。经调查网箱损坏的主因是：主框架浮管及护栏受损断裂，工字架连接处受力强度大，锚绳与网箱主框架的连接处损坏严重，从而使得大量网箱主框架损坏折断。

深水网箱具有抗风浪能力强、养殖容量大、养殖效益好的优势。离岸深水网箱养殖是国家海洋养殖产业发展的战略方向，安全高效的养殖系统装备是支撑网箱养殖业进一步向深远海拓展的首要条件。目前离岸深水网箱养殖正处于外海拓展、网箱大型化、养殖模式转变的关键时期，系统解决网箱工程体系的关键技术，为网箱养殖提供足够安全保障和生产效率，是网箱产业持续向前健康发展的产业基础。

突破深水网箱结构安全技术，开展高弹性框架技术、模块化装配工艺技术研究，研发出实用性高、可操作性强的高耐波高抗流网箱框架系统，为深水网箱养殖进一步向深远海发展提供装备支撑，为抵御17级台风高弹性、高耐波、高抗流深水网箱框架技术与装备，建立深水网箱部件化、模块化、标准化深水网箱生产线提供必要的技术支持。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种结构合理、操作性强、节省成本、连接稳固、可提高稳定性、抗台风能力与风险防范能力的深水网箱主框架，本主框架能够在不改变现有主框架整体尺寸的前提下提高强度、提高抗风浪水平，可将深水网箱养殖推向深海开放性海域，实现在水深20～60米的开放海域进行安全养殖生产。

解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种改良深水网箱主框架1，所述主框架的组成中包括有浮管，其特征是：所述的浮管为长轴水平的空心椭圆管，其为以压下率10％-20％的圆形管材处理而成，所述压下率是指压下量与压扁前毛坯直径之比的百分数。

所述的主框架包括：一个正三角形浮管平面框架和一个正六边形中心区浮管平面框架，所述的正六边形中心区浮管平面框架的三条相间隔的边平行所述正三角形浮管平面框架的三条边、另三条相间隔的边的中点正对着所述正三角形浮管平面框架的三个角点(可以说是三角形内接有六边形)并设有加强筋浮管103连接；所述的正六边形中心区浮管平面框架的顶面上设有护栏；所述的正三角形浮管平面框架角端系有网箱锚绳，所述的正六边形中心区浮管平面框架及扶手栏杆分别挂有网箱外、内网衣。

优选地，所述的正三角形浮管平面框架由三根主浮管102连接组成，所述的正六边形中心区浮管平面框架由依次头尾连接的六根中心区内浮管105、以及设在内浮管外且相互间隔的三根中心区外浮管104组成，中心区外浮管104的两端分别连接在相邻两根主浮管102之间，外浮管104的中点即对应所述正三角形浮管平面框架的角点。

所述的主浮管102相邻两根之间通过类E形三通连接件101进行连接；所述的主浮管102与外浮管104和内浮管105的两端之间斜角三通连接件106连接；所述的中心区外浮管104与所述的加强筋浮管103的一端通过直角三通连接件107 连接，加强筋浮管103的另一端类E形三通连接件101的中间通孔进行热焊接。

所述的外浮管104与内浮管105和主浮管102之间由若干连接工字架连接在一起，所述连接工字架的结构为：两个水平设置且长轴水平摆放的短椭圆套管，两者的内孔配合所述浮管的外径，两者之间上下设有连接板连接，两者的中间以及所述上下连接板之间设有若干加强筋连接；在对应于所述内浮管的短椭圆套管顶面，设有竖立的矩形管状的底座203。

所述的工字架底座203的外板面上分别设有4对与该板面垂直的加强板。加强板连接内外筒体外壁并相交于竖板中心。

所述的护栏F包括立柱301、立柱三通302和扶手栏杆4，立柱301横截面为矩形，下端套装入所述连接工字架的矩形管状底座203内、上端与立柱三通302 焊接，扶手栏杆4穿过立柱三通。

所述的扶手栏杆管材横截面为空心圆形并增加套管；所述的扶手栏杆的圆形截面管材上增加防滑纹；所述的扶手栏杆形状由圆柱型优化为圆柱阶梯型，即扶手栏杆三通之间中部区域加粗或增加套管减小曲率半径与管壳厚度比。

所述的工字架、立柱和三通为HDPE-不锈钢框架配合专用管材。

为了提高网箱主框架漂浮状态时抵抗风浪的能力，主框架浮管的水平方向为长轴的空心椭圆，优化圆形管材截面毛坯压下率10％-20％处理为空心椭圆，所述压下率是指压下量与压扁前毛坯直径之比的百分数。

进一步，管材的压下率需控制在一定的范围内，一般以10～20％为宜，压下率太小达不到提升强度的目的，太大则会影响管材的使用寿命。根据理论计算、模拟和实际测试，规格较小的管材(外径110mm～420mm)，适合压扁程度较低，压下率较小为10～15％；规格越大的管材(外径420mm～580mm)，适合压扁程度较高，压下率较大为15～20％；

再进一步，考虑深水网箱主框架圈养水体的面积不同，所采用的主框架管材直径不同，一般来说，网箱周长越大，管材内径、外径越大，为获得足够的强度，则管材压下率越大；网箱周长越小，管材内径、外径越小，管材压下率可以较小。因此，通常情况下深水网箱内六边形周长为C40-C80时，管材压下率为10％～15％；深水网箱内六边形周长为C80-C120时，管材压下率为15％～20％。这样，该系列的深水网箱框架管材均可获得较为理想的强度。本实用新型适用于将深水网箱由小型化发展为大型化。

作为本实用新型的一种改进，改变管材截面能够提高主框架的整体性能。与传统深水网箱主框架管材截面以圆形为主相比，本实用新型提供的主框架管材，有效增大了水平惯性矩。

作为本实用新型的一种改进，设计减震保护设施，将所述立柱截面优化为类矩形，插入立柱后以工字架底座底部钉销钉固定，可增大护栏固有频率而提高振动强度，以减少风浪波动对护栏的振动疲劳作用。

作为本实用新型的一种改进，在对应于所述内浮管的短椭圆套管顶面上竖向设有用于安装立柱的矩筒形底座，且对底座进行加固处理，增加肋板和筋骨件，立柱设计为类矩筒型，以优化结构。以抵抗扶手栏杆向心或离心载荷对立柱及工字架底座的破坏。

作为本实用新型的一种改进，本实用新型可根据实际情况确定椭圆浮管截面长轴：短轴比率；矩筒型立柱截面的长边与短边长度。

作为本实用新型的一种改进，本实用新型在所述六边形框架增加所述工字架及所述立柱三通的数量，并适当增大所述工字架、所述立柱三通套筒与所述浮管、所述扶手栏杆的接触面积，以提高所述框架受力强度而保护所述浮管、所述扶手栏杆。

作为本实用新型的一种改进，为避免所述主框架及所述扶手栏杆应力集中，所述三角形主框架边角、所述六边形扶手栏杆边角采用圆弧件以圆弧曲率过渡，有效地保证了主框架的整体强度。

作为本实用新型的一种改进，在所述工字架竖板的板面上分别设有4对与该板面垂直的加强板。加强板连接内外筒体外壁并相交于竖板中心。加强板在最大程度节省材料的同时可增强所述工字架的受力强度。

作为本实用新型的一种改进，本实用新型设计开发HDPE-不锈钢框架配合专用管材，将所述工字架、所述立柱、所述三通制造为不锈钢管材，保证所述框架在漂浮状态下以较低成本极大限度提高了框架强度与刚度。

作为本实用新型的一种改进，在扶手栏杆的圆形截面管材上增加防滑纹。且扶手栏杆形状由圆柱型优化为圆柱阶梯型，扶手栏杆三通之间中部区域加粗或增加套管以减小曲率半径与管壳厚度比，而增强扶手栏架抵抗网衣载荷的能力。

作为本实用新型的一种改进，框架管材为给排水管材并经过压扁注塑工艺等制做为深水网箱专用管材，促进深水网箱主框架专用管材的研究发展。

需要说明的是，说明书中所提上、下、左、右的位置关系仅仅是为了描述方便而使用的一种相对的位置关系，并不是对所述方位的绝对限制。

本实用新型根据深水网箱主框架受风、浪、流的载荷特点，对主框架专用管材进行了优化设计。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的显著效果：

本实用新型的浮管横截面皆为椭圆形，当遇到灾害性天气、台风或其他因素而导致浮管受锚绳水平拉力或与其他物体水平碰撞时，椭圆形截面浮管比圆形截面水平方向强度高，抗风浪能力强，极大保证了深水网箱主框架海上作业安全。

本实用新型根据风、浪、流对主框架的作用力特点，从专用管材角度优化深水网箱主框架浮管，最低限度降低风、浪、流的合成作用力对主框架的破坏，有效提高了深水网箱的抗台风能力与风险防范能力。

本实用新型利用网箱浮管及工字架主要承受水平波浪载荷、立柱与扶手栏杆主要承受向心或离心载荷等受力特点，第一次从研制网箱专用管材角度优化深水网箱主框架。

本实用新型六边形扶手栏杆六角处设有黑色注塑管件制成的弧形连接管，以方便六边形直管的连接，从而减少应力集中带来的一系列问题，使连接更加稳固。当主浮管被破坏时，六边形扶手栏杆不但可以承受一定的风浪、网衣载荷并给予主浮管缓冲力，而且在一定程度上还可以维持网箱系统和形状的完整性，避免网箱沉入海底。

本实用新型采用矩筒形立柱，同时对主浮管作适当压扁处理。空心椭圆、空心矩形抗弯横截系数、截面面积皆大于空心圆形，即用料相同时空心椭圆、空心矩形截面管材最大弯曲、拉压正应力皆小于空心圆形。与空心圆形垂直管材截面相比，空心椭圆、空心矩形管材截面抗压性能增强，垂直管壁方向抗弯性能长轴增加，有利于提高框架抵抗风浪载荷的能力。

本实用新型根据材料力学理论，即材料一定的条件下(也就是弹性模量不变时)，惯性矩越大，抗弯刚度越大，其能承受的水平风浪载荷也越大。因此该结构能够在不改变现有主框架的前提下，有效地提高主框架的强度。由实验及模拟数据对比研究支持，采用本实用新型结构的主框架，有效增大了框架整体的水平方向抗弯强度，相比于传统主框架抗风浪能力提升了10％～15％。

本实用新型主框架浮管管材截面为椭圆形，提高了主框架浮管抵抗锚绳对系箱点瞬间作用力破坏的能力，压扁后的管材平直度较好，尺寸精度高，表面质量高，避免了所述主框架应力过载而损坏。

本实用新型的主框架系统横截面采用近似矩形截面有利于提高立柱刚度，且立柱优化为矩筒形可提高自身的固有频率，防止波浪振动频率对主框架的破坏，更易于缓冲吸收风、浪、流的振动疲劳作用。

本实用新型的部分管材零件采用注塑方式。管材加工工艺中由圆形套筒工字架模具替换为椭圆形套筒进行注塑加工，生产简单、操作方便、节约成本。

作为本实用新型的一种优选方式，工字架、三通采用的管材是注塑不锈钢，可保持主框架处于漂浮状态避免沉入海底，极大地提高网箱主框架整体强度。

本实用新型的深水网箱主框架便于经特殊处理的固定规格主浮管、中心区浮管、加强筋浮管、类E形三通连接件、斜角三通连接件、直角三通连接件、立柱、扶手栏杆等管材热焊接或套接为主框架，能够实现深水网箱专业管材模块化生产以降低生产成本。

本实用新型系统能够提高深水网箱主框架整体强度，降低风险、稳定投资回报率，极大地扩大单箱养殖规模，适合建造超大型网箱。有利于将海水网箱养殖由沿岸与内湾推向外海、拓展新的养殖空间，实现在水深20～60米的开放海域进行安全养殖生产。

本实用新型管材截面短轴相比于传统管材直径小，在集中装箱时更加安全方便和节省空间，同样尺寸的集装箱在装入本实用新型提供管材时，更适用于批量生产和运输。

本实用新型类三角形单浮管外框、六边形双浮管内框使得主框架具有更高的稳固性，并通过六边形中心区浮管和三根加强筋浮管使得主框架划分出四个功能区域，三个类三角形侧边区分别安装自动投饵装置、水下洗网装置、鱼苗标粗装置等配套装备，可实现网箱系统养殖一体化生产。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

图1-1是本实用新型实施例一的主框架主视图；

图1-2是本实用新型实施例一的主框架局部放大图；

图2是本实用新型实施例一的主框架俯视图；

图3-1是本实用新型实施例一的E形连接件；

图3-2是本实用新型实施例一的对接直角三通；

图3-3是本实用新型实施例一的对接斜角三通；

图4是本实用新型实施例一的扶手栏杆俯视图；

图5是本实用新型实施例一的扶手栏杆的弧形弯头；

图6-1是本实用新型实施例一的工字架主视图；

图6-2是本实用新型实施例一的工字架俯视图；

图7-1是本实用新型实施例一的扶手栏杆空心圆形截面示意图；

图7-2是本实用新型实施例一的框架主浮管空心椭圆截面示意图；

图7-3是本实用新型实施例一的立柱空心矩形截面示意图；

图8是本实用新型实施例二的主框架俯视图。

具体实施方式

实施例一

如图1-1、图1-2、图1-3、图2、图3-1、图3-2、图3-3、图4、图5、图6-1、图6-2、图7-1、图7-2和图7-3所示，本实用新型的改良深水网箱主框架1实施例一，主框架的组成中包括有浮管，浮管为长轴水平的空心椭圆管，其为以压下率 10％-20％的圆形管材处理而成。压下率是指压下量与压扁前毛坯直径之比的百分数。

具体来说：主框架包括：一个正三角形浮管平面框架和一个正六边形中心区浮管平面框架，正六边形中心区浮管平面框架的三条相间隔的边平行正三角形浮管平面框架的三条边、另三条相间隔的边的中点正对着正三角形浮管平面框架的三个角点并设有加强筋浮管103连接；正六边形中心区浮管平面框架的顶面上设有护栏；正三角形浮管平面框架角端系有网箱锚绳，正六边形中心区浮管平面框架及扶手栏杆分别挂有网箱外、内网衣。

正三角形浮管平面框架由三根主浮管102连接组成，正六边形中心区浮管平面框架由依次头尾连接的六根中心区内浮管105、以及设在内浮管外且相互间隔的三根中心区外浮管104组成，中心区外浮管104的两端分别连接在相邻两根主浮管102之间，外浮管104的中点即对应所述正三角形浮管平面框架的角点。

主浮管102相邻两根之间通过类E形三通连接件101进行连接；主浮管102 与外浮管104和内浮管105的两端之间斜角三通连接件106连接；中心区外浮管 104与加强筋浮管103的一端通过直角三通连接件107连接，加强筋浮管103的另一端类E形三通连接件101的中间通孔进行热焊接。

外浮管104与内浮管105和主浮管102之间由若干连接工字架连接在一起，连接工字架的结构为：两个水平设置且长轴水平摆放的短椭圆套管，两者的内孔配合所述浮管的外径，两者之间上下设有连接板连接，两者的中间以及所述上下连接板之间设有若干加强筋连接；在对应于所述内浮管的短椭圆套管顶面，设有竖立的矩形管状的底座203。

工字架底座203的外板面上分别设有4对与该板面垂直的加强板。加强板连接内外筒体外壁并相交于竖板中心。

护栏F包括立柱301、立柱三通302和扶手栏杆4，立柱301横截面为矩形，下端套装入所述连接工字架的矩形管状底座203内、上端与立柱三通302焊接，扶手栏杆4穿过立柱三通。

扶手栏杆管材横截面为空心圆形并增加套管，扶手栏杆的圆形截面管材上增加防滑纹；所述的扶手栏杆形状由圆柱型优化为圆柱阶梯型，即扶手栏杆三通之间中部区域加粗或增加套管减小曲率半径与管壳厚度比。

所有的工字架、立柱和三通为HDPE-不锈钢框架配合专用管材。

本实施例一的主框架浮管1包括由三根主浮管102连接组成的类三角形浮管外框，还包括三根中心区外浮管104、六根中心区内浮管105和三根加强筋浮管 103，三根中心区外浮管104分别连接在相邻两根主浮管102之间，以使得三根中心区外浮管104与主浮管102围成正六边形中心区B1和环绕该正六边形中心区 B1布置的三个类三角形侧边区C，三根加强筋浮管103分别位于三个类三角形侧边区C中并连接在相应的中心区外浮管104与主框架1顶点部101之间。

本实施例一的相邻的两根主浮管102之间通过类E形三通连接件101进行连接，即相邻的两根主浮管102的同侧端分别对接在类E形三通连接件101的两个外侧通孔中；每一根主浮管上均套装有四个斜角三通连接件106，即主浮管102位于斜角三通连接件106的主通道内；每根中心区浮管104、105的两端分别插装在两个斜角三通连接件106的侧通孔中；每一根中心区外浮管104上均套装有一个直角三通连接件107，即中心区外浮管104位于直角三通连接件107的主通道内；每一根加强筋浮管103的两端分别与一个类三角形侧边区C对应的直角三通连接件107的侧通孔和对应的类E形三通连接件101的中间通孔进行热焊接。

网衣5的顶部边沿以内切圆的方式连接在主框架1的正六边形中心区B1内，外网挂网点均为正六边形浮管B1工字架2处，内网挂网点为立柱三通302间扶手栏架4；系箱点设置在类三角形浮管外框A的任意一个顶点部位类E形三通连接件101中心1a处。

本实施例一的主框架浮管1均为高密度聚乙烯塑胶椭圆管，且为热焊接连接。工字架2与立柱301为紧固约束并以销钉固定；三通302与立柱301为热焊接；扶手栏杆4热焊接连接并与三通302为穿插紧固约束并以销钉固定；外浮管102、 104，内浮管105穿过工字架2固定后位于同一水平面上。热焊接时主框架1浮管接口应保持一致。

本实施例一的管材两端是经热合焊接而成为外三角形单浮管框架A、内六边形双浮管中心区B1的，具有在抵抗风浪时保持网箱主框架形状完整性，提高深水网箱的抗台风能力与风险防范能力的功能。

参见图1-2，本实施例一的主框架浮管1上围绕正六边形中心区B2安装有护栏F，该护栏F由工字架底座203、支柱301、立柱三通302和扶手栏杆4组成，每个工字架底座203均插装入一根支柱301，并且相邻两根支柱301之间连接有扶手栏杆4。

参见图6-1和图6-2，主框架浮管1内筒管201的顶面上竖向设有用于安装立柱3的工字架矩筒形底座203，底座203与内筒体201的连接部位设有4个加强筋 210，加强筋210沿底座203的圆周均匀分布。工字架2底座203管材截面参见图 7-3。

参见图1-1和图1-2，本实施例中工字架2的顶面上水平安装有扶手栏杆4，扶手栏杆4位于内浮管105的上方，扶手栏杆4是由圆形管件热焊接的六边形框架B2。扶手栏杆A管材截面参见图7-1。

参见图2，本实施例中工字架2位于内浮管105与外浮管104之间，多个工字架2沿六边形B11内、外浮管均匀分布，相邻工字架2之间的间隔为1.6～2.5米，工字架一般情况间距2米。

参见图2，增大网箱养殖周长作为本实用新型的一种实施方式，增加工字架2 的数量，能有效保护浮管1而提高主框架O整体强度及稳定性。在受力集中区域增加工字架2数量以减少工字架2间间距，加强筋浮管103与中心区外浮管104 的连接直角三通107两侧采用双工字架2进行约束。

参见图6-1和图6-2，在本实施例中，工字架2是一体注塑成型，主要由工字型连接工字架205与用于分别安装内浮管105、外浮管104的内筒体201、外筒体 202组成。连接工字架2的两端连接在呈水平设置的内筒体201、外筒体202的筒身上，连接工字架205包括一对水平板205、209与竖向设置在水平板之间的竖板 206而使工字架2的横截面为工字型。工字架2扣合3根中心区外浮管104、105 和主浮管102、105，在工字架底座210钉销钉固定。

本实用新型的框架系统设计将带来以下有益效果：

作为本实用新型的一种优选方式，参考图7-1、图7-2和图7-3所示，在具体加工过程中将一定规格圆形截面管材毛坯基本成形时，把工件放入轧机中通过热压扁轧制成型。在进行压扁轧制的工序时，管材可以根据实际的强度需求选择压扁率。经圆形截面管材压扁轧制的专用框架O管材抗拉强度、塑性和力学性能将提高。

此外，压扁后的管材后续需进行一定的热处理操作，以减少压扁轧制带来的变形及毛刺等问题，同时，适当的热处理可以获得较高的硬度，良好的表面质量，使外形更加美观。

与传统管材相比，本实用新型提供的管材经过压扁轧制成型，且具有较强的可操作性，在实际抵抗同等级风浪时，主框架管材更经济，从成本上节省，优势明显。侧面成扁水平状利于工人加工好后工件的摆放，提高工作效率，避免了圆形截面管材在放置整理过程中存在的不稳定和滑落。

本实用新型的框架针对锚泊系统设计还将带来以下有益效果：

对框架系箱点1a实施强化工艺设计，系箱点1a所在位置是预知的，零攻角和迎角面不变而使受力面固化，主框架的椭圆形截面等专用管材结构更合理，故本实用新型经过特殊工艺处理，可强化迎角系箱点1a结构构造，解决主框架受力点坍塌或易折的技术难题。

本实用新型的深水网箱主框架工作原理如下：

参见图1-1和图1-2，在本实用新型的主框架受到V1方向的风、浪、流的水平方向合力时，主框架受V1方向合力作用平衡时，系箱点1a处锚绳绷紧，主框架自动旋转至W1方向合力最先到达系箱点1a的位置，此时深水网箱主框架最危险部件为V1方向的风、浪、流的合成作用力区域，为系箱点1a与主浮管等。

参见图1-1和图1-2，在本实用新型的主框架1受到V1方向的风、浪、流的水平方向合力时，位置最终旋转至S1位置。主框架B1在V1方向合力的作用下使得锚绳绷紧，并且主框架1、E形三通连接件101中心线与V1方向夹角为0^o，风、浪、流合力最先到达系箱点1a的位置，此时风、浪、流的合成作用力对网箱主框架O的破坏性最大为V1水平方向。

由于主框架1能够在锚绳重砣6的作用力以及风、浪、流的不平衡合成作用力下绕系箱点1a旋转而调整位置，最终位置主框架迎浪侧和背浪侧区域不变，受力特点相一致。

风、浪、流作用在主框架O上形成不平衡的作用力时，主框架O能够在锚绳的作用力以及风、浪、流的不平衡合成作用力下绕系箱点旋转。本实用新型的深水网箱的椭圆形管材等主框架适于缓冲吸收风、浪、流的瞬间作用力，能避免主框架所受应力过载致使的损坏。

框架O为薄壳杆静定结构且承担风浪载荷时为拉弯组合变形，浮管1、扶手栏杆4可简化为简支梁模型，即浮管1、扶手栏杆4仅在两端分别受铰支座-工字架2、铰支座-立柱三通302约束。浮管1、扶手栏杆4主要承受正弯矩且主要为弯曲应力，立柱301主要为拉压应力。故本实用新型通过优化管材截面形状提高了框架截面刚度。

浮管1、扶手栏杆4承受网衣A和风浪等载荷，浮管1、扶手栏杆4受力模型为杠杆模型，依据杠杆原理，浮管1、扶手栏杆4由于工字架2及立柱三通302的支撑保护作用导致动力臂减小而变形减小，工字架2和立柱三通302对保护浮管1、扶手栏杆4的作用较明显，故本实用新型增加工字架2数量。

参见图1-1、图4，扶手栏杆4承受网衣A和风浪载荷时，应力集中为工字架底座与立柱接触区域。立柱301受力形式为悬臂梁模型，且受力点为立柱三通302 区域固定点为工字架2区域。最大应力为立柱301与底座203接触区域。故本实用新型立柱301由圆柱型优化为矩筒型，底座203进行加固处理，增加四块肋板 210。

浮管1、扶手栏杆4承受网衣A和风浪载荷时，浮管1与工字架套筒；扶手栏杆4与立柱三通302套筒接触区域受力形式为拉压杆模型，即作用于立柱301 的受力作用线与立柱301的轴线重合，浮管1与工字架套筒；扶手栏杆4与立柱三通302接触区域产生轴向压缩而产生较大应力，故本实用新型适当增大工字架2、三通302套筒与浮管1、扶手栏杆4的接触面积以提高框架O受力强度。

参见图3-1、图3-2、图3-3和图5，三角形浮管1、六边形扶手栏杆4承担风浪载荷时应力集中及变形最大分别为三角形框架边角区域108及六边形边角区域 402。故本实用新型对三角形浮管1、六边形扶手栏杆4，边角优化增加圆角件以圆弧曲率过渡。

本实用新型六三型深水网箱框架O管材无弯曲，皆为直管热焊接、套插组装完成，适用于不锈钢管材的加工、安装。故本实用新型设计开发HDPE-不锈钢框架O配合专用管材，将工字架2、立柱301、三通302设为不锈钢管材，保证了框架O处于漂浮状态下降低成本并极大限度提高框架O强度与刚度。

最大弯曲正应力与弯矩成正比，与抗弯截面系数(模量)成反比。抗弯截面系数W为聚乙烯管截面抵抗变形能力的指标，只与截面形状及中轴位置相关，综合地反映了截面形状与尺寸对弯曲正应力的影响。

实施例二

参考图8所示，本实用新型实施例二的深水网箱框架可采用实施例一所述的任意一种管材构造方式，与它们不同的是：主框架形状是由工字架连接的内浮管、外浮管经热合焊接而成的环形。