玄武岩纤维复合筋球型鱼礁及基于该鱼礁的组装、海洋牧场构建使用方法与流程

本发明涉及人工鱼礁，具体涉及一种玄武岩纤维复合筋球型鱼礁。

背景技术：

1、人工生态鱼礁是海洋牧场建设核心生态工程设施，通过在水下构筑人工立体结构，模拟天然礁石生境，能够改变局部海流场、提升水体交换效率，为海藻、贝类、浮游生物提供附着基底，同时为幼鱼、虾蟹营造索饵、产卵、躲避天敌的庇护空间，重建海域微型食物链，实现渔业资源修复与近海生态环境改善，现已广泛应用于近海生态修复、渔业增殖养护领域。

2、当前市面上的主流生态鱼礁分为混凝土实心礁、钢制框架镂空礁两大类，如申请号为cn202321534041.x及cn202411254469提出的相关方案，但是目前这两种主流方案，在淤泥淤积量大的近海、滩涂海域应用时均存在明显技术短板：

3、传统整体式混凝土实心鱼礁自重高、整体预制成型，无法模块化拆分运输与海上现场组装，单船装载量有限，海洋牧场连片投建施工成本高、效率低下；礁体内部无贯通式导流通道，潮流仅能沿礁体外围水平流动，海底淤泥极易快速填埋礁体空隙，堵塞水生生物栖息通道，多数混凝土礁投放数年内便会因淤积掩埋大幅丧失生态功能；同时混凝土礁体表附着基面单一，难以大面积培育基础饵料生物，集鱼、护苗增殖效果有限，且水泥生产碳排放高、新制礁体碱性强，初期会抑制藻类附着定植。

4、钢制框架镂空鱼礁虽具备镂空结构，但其杆件多采用焊接固定，为一体式不可拆分结构，海上无法拆装，局部构件腐蚀损坏后需整体打捞更换，后期维护成本高昂；钢材长期浸泡高盐海水易锈蚀断裂，服役寿命短。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明要解决的问题是提供一种玄武岩纤维复合筋球型鱼礁。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、一种玄武岩纤维复合筋球型鱼礁，笼架整体为类球形镂空框架结构，包括：经向弧形支撑筋、纬向环筋、复合支撑座体；

4、若干根所述经向弧形支撑筋沿笼架的上下极点纵向放射布置，若干根所述纬向环筋沿笼架的周向环绕连接若干根所述经向弧形支撑筋，经向弧形支撑筋的一端连接底部的复合支撑座体。

5、所述笼架还包括反向弧形支撑筋；所述纬向环筋还包括顶部收口环筋及底部收口环筋；

6、所述反向弧形支撑筋与经向弧形支撑筋曲率相反且向笼架的中心收拢，并在笼架内穿插设置；所述反向弧形支撑筋的两端分别连接顶部收口环筋与底部收口环筋，在笼架上形成上下渐扩的喇叭导流结构。

7、所述复合支撑座体中部向上延伸设有中心导流网筒，所述中心导流网筒由若干根竖直支撑筋与多层的内圈环筋围合构成，进而在上下渐扩的喇叭导流结构之间形成中部竖直导流通道。

8、位于顶层的所述内圈环筋与笼架顶部的若干根所述经向弧形支撑筋相连接。

9、所述复合支撑座体包括混凝土固定环及套设于混凝土固定环内的中心卡盘；

10、所述混凝土固定环的径向上开设有贯穿环体的筋孔，所述经向弧形支撑筋的一端贯穿筋孔并延伸至中心卡盘的下方，紧固件扣压经向弧形支撑筋并与所述中心卡盘紧固连接。

11、所述紧固件为u形卡，所述中心卡盘的盘面上开设有与u形卡相对应的卡孔。

12、所述经向弧形支撑筋、纬向环筋、反向弧形支撑筋、竖直支撑筋与内圈环筋均为玄武岩纤维复合筋材质。

13、所述笼架上挂接有供水生动植物附着的悬挂结构。

14、一种基于玄武岩纤维复合筋球型鱼礁的海上组装及海洋牧场构建使用方法，包括以下步骤：

15、将中心导流网筒下端通过过盈插接或者粘接方式固定安装于复合支撑座体的混凝土固定环上；

16、将多根经向弧形支撑筋的底端依次穿过混凝土固定环上开设的筋孔，并延伸至中心卡盘下方；将u形卡穿入中心卡盘的卡孔，扣压锁紧经向弧形支撑筋，完成经向弧形支撑筋与复合支撑座体的可拆卸固定；

17、将中心导流网筒顶部的顶层内圈环筋与各根经向弧形支撑筋上部搭接，搭接位置采用十字管卡锁紧固定；

18、布设反向弧形支撑筋，将反向弧形支撑筋的两端分别对接底部收口环筋、顶部收口环筋；组装时控制反向弧形支撑筋与经向弧形支撑筋曲率相反，经向弧形支撑筋整体向笼架中心收拢，两组弧形筋相互交叉穿插；

19、将各层纬向环筋环绕布置于经向弧形支撑筋、反向弧形支撑筋外侧，所有经向弧形支撑筋、反向弧形支撑筋、纬向环筋的交叉搭接节点，均采用十字管卡可拆卸锁紧固定，配合底部收口环筋、顶部收口环筋共同围合形成具备底部渐缩、顶部渐扩喇叭导流结构的类球形镂空笼架；

20、各筋材交叉节点缠绕玄武岩纤维复合筋绳捆扎固定，预留向外延伸的绳头作为附着基底；或直接在经向弧形支撑筋、反向弧形支撑筋、纬向环筋上挂接柔性悬挂结构，供水生动植物附着；

21、将整体拼装完成的球型鱼礁投放至淤泥质浅海，多组鱼礁间隔布设构建海洋牧场。

22、本发明具有的优点和积极效果是：

23、1、采用类球形镂空笼架，经向弧形支撑筋沿笼架上下极点纵向放射布置并搭配周向环绕的纬向环筋，整体通透无封闭实心区域，潮汐、风浪水流可顺畅贯穿，减少静水积泥问题。放射式骨架均匀分散水流冲击荷载，整体受力均衡，抗冲击、抗倾覆性能好；所有筋材底端汇聚连接复合支撑座体，礁体重心下沉，不易在淤泥海床侧翻、漂移。球形外形增大礁体与海床接触面积，分散对地压强，减缓下沉掩埋，交错筋材分割多层立体镂空腔室，为各类水生生物提供分层栖息空间。

24、2、通过反向弧形支撑筋，配合底部收口环筋、顶部收口环筋围合上下渐变的双喇叭导流结构，在涨潮时，水流经底部渐缩通道提速冲刷底座淤泥，泥沙从顶部扩口向外排出；落潮依靠中心流道与外围泄流阻力差形成瞬时水位差，产生反向回流冲刷基座积淤死角，高泥沙工况下镂空骨架不会堵孔，潮汐循环持续完成自清洁，上升流裹挟海底营养盐向笼架全域扩散，提升水生动植物的繁育效果，两组反向弧形筋精准约束导流曲面，降低水流紊流损耗，适配浅海弱潮流环境，中心导流网筒与笼架顶部拉结，全程束流约束水流、弱化侧向散流干扰，同时形成整体拉结受力体系，提升笼架抗扭、抗变形能力。

25、3、复合支撑座体采用混凝土固定环嵌套中心卡盘搭配u形卡的锁紧结构，筋材可独立穿设、单独锁紧定位，并且可预制与海上快速拼装，整体荷载均匀分散至基座，可抵御往复潮流交变荷载，连接牢固不易松脱；单根筋材损坏时可单独拆卸更换，无需整体拆解鱼礁，大幅降低水下检修、运维成本，混凝土基座自重充足，进一步保障礁体定点不滑移。

26、4、笼架筋材选用玄武岩纤维复合筋，轻质高强、耐高盐海水腐蚀、抗生物污损老化，大幅延长整体服役年限；笼架可缠绕玄武岩纤维复合筋绳或外挂柔性悬挂附着结构，大幅扩大生物附着面积；配套标准化分步组装、阵列投放流程，便于淤泥质浅海海洋牧场规模化建设推广。

1.一种玄武岩纤维复合筋球型鱼礁，其特征在于，笼架整体为类球形镂空框架结构，包括：经向弧形支撑筋（1）、纬向环筋（2）、复合支撑座体（3）；

2.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维复合筋球型鱼礁，其特征在于，所述笼架还包括反向弧形支撑筋（4）；所述纬向环筋（2）还包括顶部收口环筋（22）及底部收口环筋（21）；

3.根据权利要求2所述的一种玄武岩纤维复合筋球型鱼礁，其特征在于，所述复合支撑座体（3）中部向上延伸设有中心导流网筒，所述中心导流网筒由若干根竖直支撑筋（5）与多层的内圈环筋（6）围合构成，进而在上下渐扩的喇叭导流结构之间形成中部竖直导流通道。

4.根据权利要求3所述的一种玄武岩纤维复合筋球型鱼礁，其特征在于，位于顶层的所述内圈环筋（6）与笼架顶部的若干根所述经向弧形支撑筋（1）相连接。

5.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维复合筋球型鱼礁，其特征在于，所述复合支撑座体（3）包括混凝土固定环（31）及套设于混凝土固定环（31）内的中心卡盘（32）；

6.根据权利要求5所述的一种玄武岩纤维复合筋球型鱼礁，其特征在于，所述紧固件为u形卡（7），所述中心卡盘（32）的盘面上开设有与u形卡（7）相对应的卡孔（312）。

7.根据权利要求3所述的一种玄武岩纤维复合筋球型鱼礁，其特征在于，所述经向弧形支撑筋（1）、纬向环筋（2）、反向弧形支撑筋（4）、竖直支撑筋（5）、内圈环筋（6）均为玄武岩纤维复合材质。

8.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维复合筋球型鱼礁，其特征在于，所述笼架上挂接有供水生动植物附着的悬挂结构。

9.一种基于玄武岩纤维复合筋球型鱼礁的海上组装及海洋牧场构建使用方法，其特征在于，包括以下步骤：