一种带旋转挡板的锚泊基础的制作方法

本实用新型涉及海洋浮式平台或深水网箱的锚泊技术领域，具体是一种带旋转挡板的锚泊基础。

背景技术：

针对海床的特殊地质条件，自1990年以来出现了一种海洋平台特殊基础形式——桶形基础(也称吸力桩，suctionpile)，其多为底端开口、顶端封闭的倒扣大直径钢制圆桶。安装时，首先在预定海域依靠桶体自重使其部分插入土中以形成密闭空间，然后抽出桶内和土体之间的气体或液体，从而使桶体内外形成压力差，逐步压入至海床内预定深度完成安装。

后来，工程人员基于桶形基础在海上贯入海床较为方便的特征，把桶形基础发展至作为海洋锚泊基础的一种施工工具。目前，能利用桶形基础进行施工的锚泊基础主要包括：埋入式吸力锚与吸力贯入式平板锚，种类过少，选择性不多。可见，还需对基于桶形基础的吸力贯入式锚泊基础的构型进行创新性设计，使其具有较大的抗拔承载力，且须施工较为方便。

技术实现要素：

本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种带旋转挡板的锚泊基础，旋转挡板能兜住较大体积的海床土体，从而大大提高了圆桶基础的抗拔承载力。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

带旋转挡板的锚泊基础，其特征在于：包括圆桶基础与旋转挡板；所述的圆桶基础呈筒状，其外壁中下部设置一个凸耳，凸耳上开设供锚链固定的系泊孔，所述圆桶基础外壁靠近顶部两侧设置一对旋转轴；所述旋转挡板采用弧形板，旋转挡板中部两侧设置一对与旋转轴匹配的套筒，旋转挡板可绕旋转轴发生旋转，旋转挡板竖直时紧贴圆桶基础外壁，旋转挡板的上、下端分别高于、低于圆桶基础上端面、下端面；所述具有系泊孔的凸耳位于旋转挡板对侧。

所述的带旋转挡板的锚泊基础，其特征在于：所述的旋转轴的外径小于套筒的内径，旋转轴所在直线与具有凸耳的系泊孔所在面垂直。

所述的带旋转挡板的锚泊基础，其特征在于：所述的旋转挡板采用弧形板，两个沿纵向的两个端面呈锥状，锥尖部设有与旋转轴相配合的套筒。

所述的带旋转挡板的锚泊基础，其特征在于：所述的旋转挡板凹面的圆弧直径大于桶形基础的外径。

所述的带旋转挡板的锚泊基础，其特征在于：所述的圆桶基础施工时，锚链系泊在系泊孔上，圆桶基础固定连接在桶形基础的下端，旋转挡板紧密接触圆桶基础与桶形基础的外壁。

与现有技术相比，本实用新型的优点为：

1、本实用新型所提的旋转挡板施工时包围在桶形基础的外侧，沉贯过程中其铅锤方向的面积即为旋转挡板的横截面面积，该面积非常小，土体对其产生的阻力非常小，可见增加旋转挡板后对整个装置的沉贯阻力影响非常小，与传统圆桶基础的施工基本无区别。

2、旋转挡板与圆桶基础沉贯至设计深度后，通过对锚链施加拉力使圆桶基础旋转与移动，圆桶基础移动过程中旋转挡板对其进行牵制与约束，有效减小了圆桶基础的埋深损失。

3、圆桶基础受荷后发生移动时，旋转挡板受到海床土体的阻力与圆桶基础发生相对旋转，最终使旋转挡板沿锚链拉力方向能兜住较大的海床土体，从而大大提高了圆桶基础的抗拔承载力。

附图说明

图1为本实用新型的俯视图。

图2为本实用新型的主视图。

图3为本实用新型的三维示意图一。

图4为本实用新型的三维示意图二。

图5为本实用新型旋转挡板旋转一定角度的示意图。

图6为本实用新型施工时依靠吸力桶重力下沉接触海床的示意图。

图7为本实用新型基于吸力桶贯入海床的示意图。

图8为本实用新型吸力桶移除后的姿态示意图。

图9为本实用新型的一种工作状态图。

附图标记说明：1、圆桶基础；2、套筒；3、旋转轴；4、系泊孔；5、旋转挡板；6、桶形基础；7、锚链；8、施工绳索；a、海床面。

具体实施方式

参见附图。

一种带旋转挡板的锚泊基础，包括圆桶基础1与旋转挡板5；圆桶基础1呈筒状，其外侧靠近底部(中下部)设置一个系泊孔4，外侧靠近上部(中上部)两侧设置一对旋转轴3；旋转挡板5为圆弧形钢板，旋转挡板5采用弧形板，两个沿纵向的两个端面呈锥状，锥尖部设有与旋转轴相配合的套筒2，旋转挡板5呈对称形状，旋转挡板5基于两个套筒2套入圆桶基础1上的两个旋转轴3后，旋转挡板5可绕旋转轴3发生旋转。

上述提及的“外侧”、“中下部”、“中上部”、“两侧”等方位词，是基于所提圆桶基础施工时的姿态来确定的，如图6～图8所示。说明书中其它地方所提的方位词也按此姿态推定得到。上述方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者构件必须具有特定的方位、构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

图1～图4给出了所提带旋转挡板的锚泊基础的结构示意图。

圆桶基础1呈筒状，其外侧中下部设置一个系泊孔4，外侧中上部两侧设置一对旋转轴3。优选地，一对旋转轴3位于圆桶基础7的一直径上，各旋转轴3与系泊孔4的弧度差为90°。

旋转轴3的外径小于套筒2的内径。旋转挡板5基于两个套筒2套入圆桶基础1上的两个旋转轴3后，旋转挡板5可绕旋转轴3发生旋转，如图5所示。

旋转挡板5紧贴圆桶基础1的外壁时，旋转挡板5的底部超过、露出圆桶基础1的底部，如图2所示。旋转挡板5的底部超过、露出圆桶基础1的底部，是为了后续圆桶基础1发生移动时，旋转挡板5两端均有额外的海床土体固定、兜住旋转挡板5，迫使旋转挡板5与圆桶基础1发生相互旋转与位移。

圆桶基础依靠吸力式桶形基础6贯入海床，圆桶基础1的内径与外径分别与桶形基础6的内径与外径相等，旋转挡板5凹面的圆弧直径大于桶形基础6的外径，如图6所示。

圆桶基础施工时，锚链7系泊在系泊孔4上，圆桶基础1固定连接在桶形基础6的下端，旋转挡板5紧靠圆桶基础1与桶形基础6的外壁，依靠桶形基础6把圆桶基础贯入至海床设计深度，然后移除桶形基础6，再通过对锚链7施加拉力至设计值时，完成圆桶基础的施工。

桶形基础也称吸力桩(suctionpile)，为底端开口、顶端封闭的倒扣大直径钢制圆桶，安装时，首先在预定海域依靠桶体自重使其部分插入土中以形成密闭空间，然后抽出桶内和土体之间的气体与液体，从而使桶体内外形成压力差，逐步压入至海床内预定深度完成安装。所提圆桶基础依靠吸力式桶形基础的沉贯作用压入海床至设计深度。

各构件的强度应满足各类工况下荷载作用的需要，在恶劣工况下不会发生屈曲与失效。应力集中的部位应采取辅助措施加强设计，避免连接处产生较大的应力集中而屈曲与失效。

本实用新型施工过程详细描述如下：

1、组装圆桶基础；

把圆桶基础1固定连接在桶形基础6底部，旋转挡板5旋转至紧靠圆桶基础1与桶形基础6的外壁，如图6所示。

2、桶形基础依靠自重下沉接触海床；

把锚链7的一端系泊在系泊孔4上，桶形基础6上连接施工绳索8，基于施工绳索8起吊桶形基础6，使其进入海水中并处于铅锤状态，逐渐下放桶形基础6，使其在自重作用下下沉接触海床并压入海床一定深度，如图6所示。

通常，桶形基础6在自重作用下压入海床一定的深度，使桶形基础6的底部被海床土体封住，其内部形成封闭的空间，为后续的抽取空气形成负压提供必要的条件。

3、抽取负压使桶形基础贯入海床至设计深度；

桶形基础6的顶部设置有进出水(气)阀，把连接管与进出水(气)阀固定相连，通过连接管抽出桶形基础6内部的空气，形成内外压力差，从而把桶形基础贯入至海床土体中，最终桶形基础底部的圆桶基础1被压入海床土体至设计深度，如图7所示。

旋转挡板施工时包围在桶形基础的外侧，沉贯过程中其铅锤方向的面积即为旋转挡板的横截面面积，该面积非常小，土体对其产生的阻力非常小，可见增加旋转挡板后对整个装置的沉贯阻力影响非常小，与传统圆桶基础的施工基本无区别。

4、移除桶形基础；

待圆桶基础6被压入海床至设计深度后，通过连接管对桶形基础6内部充气，使桶形基础6逐渐上浮，最终起吊、移除桶形基础6。桶形基础6移除后，仅剩旋转挡板5及圆桶基础1在海床土体中，如图8所示。

为了方便桶形基础6与旋转挡板5的分离，可在旋转挡板5的内侧涂抹润滑剂。

5、张拉锚链使圆桶基础达到设计要求。

通过对锚链7施加拉力使圆桶基础1发生旋转，圆桶基础1旋转与移动过程中旋转挡板5对其进行牵制与约束，直至锚链7拉力达到设计值时，施工结束。

旋转挡板与圆桶基础沉贯至设计深度后，通过对锚链施加拉力使圆桶基础旋转与移动，圆桶基础移动过程中旋转挡板对其进行牵制与约束，有效减小了圆桶基础的埋深损失。

圆桶基础受荷后发生移动时，旋转挡板受到海床土体的阻力与圆桶基础发生相对旋转，最终使旋转挡板沿锚链拉力方向能兜住较大的海床土体，从而大大提高了圆桶基础的抗拔承载力。

图9给出了所提圆桶基础一种可能的工作状态。

各构件及连接处的强度应满足使用需求，在恶劣工况下不发生屈曲与失效。

所提带旋转挡板的锚泊基础，结构简单，制作方便，成本较低，能为海上浮动平台、海水养殖网箱等提供较大的锚泊力。

附图中仅展示了旋转挡板的部分形状及部分连接方式的情况，按照所提思路，可以改变旋转挡板的形状、相互的连接方式，或增设其它辅助构件，形成其他相关类型的带旋转挡板的锚泊基础，其均属于本技术的等效修改与变更，此处不再赘述。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本实用新型不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之内。