活节式刚柔结合自系泊张力腿式抗风浪网箱的制作方法
【技术领域】
[0001]活节式刚柔结合自系泊张力腿式抗风浪网箱，是不下潜仍有优良抗风浪能力，无失稳风险，并保持传统网箱良好操作面，其中用于养殖与游釣结合型网箱，采用宽阔的船形浮力件，更为渔民创造了高增值(养殖+旅游垂钓)网箱型式，本技术属海洋工程领域。
技术背景
[0002]目前由挪威引进的高密度聚乙烯简称HDPE制作的网箱已成为主流，但有严重的缺陷:
[0003]1.不适应海流的冲击，据观察海流速度仅达0.257m/s时就可能发生变形。
[0004]2.沉浮式HDPE网箱虽然通过HDPE制作的管式框架，通过设置注/排水管，在台风袭击前可潜于一定深度，规避水面最大的波浪冲击，但从实践来看这种网箱抗风浪能力，并不如介绍那样理想，自2011年以来，台风所到之处均全军覆没，损失极为严重。
[0005]造成这种災难性后果，我们的研究结论是:这种全局性的破坏根源在于:
[0006]1.基础及系泊系统技术的缺失，如基础系泊力太小，没有配套的弹性减力卸力措施等。
[0007]2.HDPE网箱构件的的强度及刚度太差，就强度而言，HDPE材料不到最普通的A3钢1/10，弹性模量不到钢的I /200。
[0008]3.结构成平板状，整体的稳定性也太差，网箱尺寸较大时就更突出。
[0009]4.结构体系落后为重力式(自平衡)，与海洋石油浮式体系发展方向相距太远。
[0010]因此，从这四方面改进，深水网箱才能走出台风阴霾。
[0011]首先要采用水动力特性好的结构形式，张力腿式网箱就是与海洋石油浮式结构相苻的一种好形式。张力腿式网箱TLC(Tens1n Leg Cages，简称为TLC型网箱)海南大学海洋学院张本2002年第6期<<渔业现代化>>撰文<介绍一种近海养鱼张力腿网箱>，随后2003.2再次在《中国渔业经济》撰文<考察挪威近海张力腿网箱养鱼的启发>，作者通过对挪威海水网箱的考察，指出张力腿网箱养鱼很适宜在我国东南沿海地区推广，对于张力腿网箱的优点，作者评价是:1.抗风浪能力较强，据介绍TLC型网箱已经受过11.7m浪高风浪的考验而安然无恙。2结构较简单，造价较低。张力腿网箱与柔性圆柱形和刚性双锥形网箱比较，结构更简单，从而降低了造价。
[0012]无疑张力腿式网箱TLC是优于HDPE好形式，但国内至今未引入TLC网箱，原因是未能用经济办法，解决平衡张力的高抗拔力可靠锚固问题。本专利发明人基于海洋石油平台建设的知识及经验，提出了系列解决平衡张力的高抗拔力可靠锚固的办法，并取得专利授权，其中自系泊与外加系泊结合的创新专利，彻底解决了平衡张力的高抗拔力可靠锚固问题。
[0013]在解决HDPE整体的稳定性差的缺陷上，国际、国内专家都有共识，即应采用柔性或准柔性结构，下面是国际、国内专家已做的例子:
[0014]A.普利司通(bridgestone)网箱，为挪威及爱尔三大类型深水网箱之一，特点是整个网箱系统由具有一定强度的橡胶管(汽车轮肽材料)和钢材制作的连接结构组成，网箱整体有很好的柔性，具有较好的抗风浪能力，以及较好的外形保持性，网箱抗流0.5米/秒，抗浪5米，是典型的刚柔结合准柔性网箱。(详参考文献[I])
[0015]B.中国水产科学研究院黄海水产研究所林德芳，关长涛等专利“柔性联接网箱框架”公开(公告)号:CN1271925C提出了“针对现有技术中的方形或多边形结构网箱框架拐角刚性连接方式存在的应力集中和剪切破坏点，而导致网箱抗风浪能力差的技术问题，提供一种柔性联接网箱框架，其特点是:所述的主浮管至少有4段独立的直主浮管，并通过连接件将各直主浮管首尾依次活动连接为一体，并使各段直主浮管可相对运动，构成至少有四边的多边形网箱框架。使组成网箱框架的各边可各自独立地随波浪运动，以提高方形或多边形结构网箱的整体抗风浪能力”(详参考文献[2])
[0016]虽然林德芳，关长涛等人专利最终选择放弃，但其作出的努力是令人敬佩的。
[0017]本专利发明人在柔性，准柔性网箱上有系列的专利(详参考文献[4][5])[6])其中“自系泊柔性连接张力腿式抗风浪网箱”专利号:ZL 201520614048.1提出了船型浮力构件与船型浮力构件，船型浮力构件与浮力柱连接均用缆索柔性连接的方案，无疑有极好的抗风浪性能，本专利将在此基础上，为适应养殖与游釣结合需要作进一步改进，使其在安全、可靠、可操作性及性价比上有进一步提高。
[0018]参考文献
[0019][ I ] “走进挪威和爱尔兰深海网箱养殖”来源:水产前沿发布时间:2011/2/11
[0020][2] “柔性联接网箱框架”公开(公告)号:CNl271925C发明人:林德芳，关长涛，黄文强，黄滨，尉云乐，专利权人:中国水产科学研究院黄海水产研究所
[0021][3]“气囊调节浮力可随水位涨落升沉的柔性结构张力腿式深水网箱”专利号ZL201320623481.2发明人:古国维专利权人:古国维
[0022][4]“带阻尼防荡板半潜式平台型游钓养殖二用柔性环保网箱”专利号:ZL201420319567.0发明人:古国维专利权人:古国维
[0023][5]“自系泊柔性连接张力腿式抗风浪网箱”专利号:ZL 201520614048.1发明人:古国维专利权人:古国维
【发明内容】
[0024]为了寻求一种安全，可靠，抗风浪，耐海流网箱，不下沉也能象石油平台一样抗得住台风，就必须针对现有HDPE四大缺陷:基础及系泊系统技术的缺失，构件强度及刚度差，整体稳定性不好，结构体系落后这四方面做工作，以本发明人已授权系列张力腿式网箱专利技术为基础，特别是“自系泊柔性连接张力腿式抗风浪网箱”专利号:ZL 201520614048.1为基础，作更多的创新，因此，本实用新型的技术方案是:
[0025]1.四箱合一的田字形框架，用于单纯养殖时为钢质，或高密度聚乙烯材质(简称HDPE)制作的浮力构件总成而构成的框架，用于养殖与游釣结合型网箱时，外周圈为钢制船形浮力构件总成，浮力构件总成与交点处的活节总成用钢铰及安全缆连接，其中四角的活节为浮力柱总成，浮力柱总成的底部挂接混凝土压载体，自系泊缆一端与混凝土压载体相连，另一端与置于泥面的一组人工渔礁型重块相连，构成了结构浮心在上，重心在下，具有恒稳性及无条件平衡的张力腿式结构，浮力柱总成底部挂接混凝土压载体的连接缆绳系扎下主缆绳，下主缆绳下方系扎供张拉防荡板的另一缆绳，在此缆绳上张拉上防荡板，活节总成中心装设连接柱，养殖用网衣四角通过网衣主缆绳，上挂接在连接柱上，下挂接在下主缆绳上，浮力构件总成的安全缆连接到连接柱下方的挂环上，调重块按需要套在连接柱上。
[0026]浮力构件总成与交点处的活节总成用钢铰及安全缆连接，在正常使用工况下结构平稳，利于上人作业或供人垂钓，在恶劣海况下钢铰可自由转动与安全缆一起成为准柔性状态，即上述中国水产科学研究院黄海水产研究所林德芳，关长涛等最终选择放弃的专利“柔性联接网箱框架”所希望的状态，事实上，这样连接方式，已构成本人多项已受权专利的“海洋平台型网箱”模式，也就是说本专利网箱是传统型方型网箱与“海洋平台型网箱”有机的结合，因此，足见其安全性。
[0027]2.混凝土压载体之连接缆绳系扎下主缆绳，下主缆绳下方系扎供张拉防荡板的另一缆绳，在此缆绳上张拉上防荡板，防荡板用复合材料蒙皮或幕布做成，防荡板中间设开孔的塑料发泡体的浮力块。
[0028]3.养殖用网衣四角均通过网衣主缆绳，上挂接在连接柱上，下挂接在下主缆绳上，形成挂袋式网衣，避免摩擦网箱框架日后长成的贝壳类污损生物，养殖用网衣用短连接绳同时挂接在网箱框架上，形成对网衣安全的双重保险。
[0029]4.自系泊缆一端与混凝土压载体相连，另一端与置于泥面的一组人工渔礁型重块相连，人工渔礁型重块特点是:一.体型略高，以利高出泥面，二.设有孔洞，适应鱼类触礁性，与混凝土压载体间缆索长度，以高潮位为张紧状态为准，即平、低潮位重块间缆索是松弛的，这样，网箱就能随水位涨落升沉，而又有自系泊特性，即没有外系泊也能在大风浪中生存，为了在极端条件下生存，可附加上外系泊，外系泊的系泊缆一头系结在浮力柱总成连接柱下方的吊耳上，另一头系结在外系泊系统上，如粧或锚或浮筒式系泊系统上，从而形成系泊的双重保险。
[0030]本专利应用海洋工程成熟、可靠、广泛成功应用的技术，为养殖户提供了一款结构合理、操作界面好、经济实用的生态环保型网箱，结构的准柔性消除了失稳隐患，自系泊的创新设计，则使网箱没有外系泊也能在大风浪中生存，加上外系泊后，系泊安全性就更高，自系泊与放置人工漁礁结合，更有利于发挥防荡板的环保作用，特别是对网衣的双重保护，保护了网箱的核心价值，即网箱成本几十倍的养殖魚，可以预料这些突出的优点，将使其成为进军深海，造福渔民，保护环境的可靠装备。
【附图说明】
[0031]图1是本实用新型结构竖向示意图；
[0032]图