一种悬链腿系泊立柱式近海养殖平台及其安装方法与流程

本发明涉及近海养殖工程技术，尤其是一种悬链腿系泊立柱式近海养殖平台及其安装方法。

背景技术：

在近海养殖中，为了满足部分鱼种生长对水温的要求以及防台避险的生存要求，在养殖周期内需要将网箱潜降到水面20m以下的较深的位置；在鱼苗投放或成鱼捕捞时，再将网箱提升到水面附近。

现有的近海养殖平台的网箱潜降深度有限，不能满足部分鱼种的生长要求，也无法避免台风对鱼类生存的侵扰；同时存在平台结构复杂、安装难度较大、综合成本较高的问题。

与本专利同时申请的《一种单锚腿式近海养殖平台及其安装方法》，提供了不大于50m水深的近海养殖平台，实现了网箱大幅度潜降操作，并且结构简单，安装简易、综合成本低。但是单锚腿式养殖平台的结构形式随着水深的增加，尤其在潮差较大，风浪较大的海域，不仅不经济，而且倾覆或淹没的风险越来越大。因此需要开发适应较大水深使用，满足既经济又安全要求的近海养殖平台结构。

技术实现要素：

为了适应较大水深使用，满足既经济又安全的要求，本发明提出一种悬链腿系泊立柱式近海养殖平台，并提出相应的安装方法。

作为第一方面，本发明提出一种悬链腿系泊立柱式近海养殖平台，包括平台甲板、中央立柱、网箱、锚碇物，其特征在于，中央立柱下部增设配重箱，中央立柱下方与锚碇物之间通过悬链线状态的锚链连接。

所述配重箱，可以是空心密闭结构，在自浮拖航时作为第一浮力舱；在位状态时充满水作为配重块。

所述配重箱，也可以是实心结构，自浮拖航时绑扎相应浮力的助浮浮体；在位状态时解脱助浮浮体。

所述锚碇物，数量不少于三个，优选大抓力锚、吸力锚；也可以是重力锚、钢管桩。

所述中央立柱，为空心钢管，两端用盲板封闭，作为第二浮力舱；

所述中央立柱，其外壁设置限制平台甲板与中央立柱相对位置的基座结构、限制网箱沉浮行程的上限位结构和下限位结构、固定网箱的上部销孔和下部销孔。网箱沿着中央立柱可在上限位结构和下限位结构之间通过排载或压载实现上浮或下潜。

所述中央立柱的上端设置吊装用的第一吊耳。

所述中央立柱的下端均布设置与锚碇物数量相等的连接锚链的第二吊耳。

所述网箱包括导管架，网衣、与中央立柱相连接的液压插销；

所述导管架是以上中心立柱、下中心立柱、若干侧立柱为主体，由横梁、圈梁、斜撑连接而成的空间结构；网衣覆盖在导管架的内侧。

所述侧立柱，为空心钢管，两端用盲板封闭；若干侧立柱共同组成通过充水压载或排水卸载实现网箱的下降或上浮的第三浮力舱。

所述液压插销布置在上中心立柱的外侧，并与中央立柱上部销孔和下部销孔相配套的。

所述平台甲板，包括浮筒、甲板结构，浮筒与甲板结构之间保持一定间距，通过若干根立柱连接在一起。

所述浮筒是由包括筒壁、筒中心柱、筒顶板、筒底板围成的密闭空间结构，内部设置若干肋板。

所述筒中心柱的内径略大于中央立柱的外径，使浮筒被中央立柱穿过并坐在中央立柱的基座结构上，中央立柱露出浮筒顶部，用若干连接板将浮筒和中央立柱焊接在一起。

作为第二方面，本发明提出一种悬链腿系泊立柱式近海养殖平台安装方法，其特征包括以下步骤：

（1）将预制完成的中央立柱、配重箱、网箱组装为一体作为组合体，将锚碇物与中央立柱的第二吊耳用锚链连接；

（2）将锚链和锚碇物吊装到拖轮甲板上，其中锚碇物挂在船艉外侧；

（3）将组合体吊装入水漂浮在水面上，并对各浮力舱进行调载，使组合体的吃水满足拖航要求；

（4）用拖轮将组合体拖航到安装海域；

（5）拖轮到达第一个锚位，拖轮上的卷扬机将1#锚碇物施放到海底土壤，并完成锚碇物安装；

（6）拖轮移至第二个锚位过程中，持续施放1#锚碇物的锚链；

（7）拖轮在第二个锚位，拖轮上的卷扬机将2#锚碇物施放到海底土壤，并完成锚碇物安装；

（8）按以上方法，完成其余锚碇物的施放并安装；

（9）向配重箱充水压载，组合体逐渐处于竖直状态；

（10）将预制完成的平台甲板吊装入水，使其自浮于水面，对浮筒进行调载，使其吃水满足拖航要求；

（11）用拖轮将平台甲板拖航到安装海域；

（12）拖轮吊机上的吊索具连接水面上的平台甲板；

（13）中央立柱的第二浮力舱和网箱的第三浮力舱充水压载，使组合体高度相对于水面下降；

（14）平台甲板的浮筒排水卸载使平台甲板相对水面上升；

（15）拖轮吊机将平台甲板牵拉到中央立柱上方；

（16）中央立柱的第二浮力舱及网箱的第三浮力舱排水卸载，使组合体上浮；同时，平台甲板浮筒充水压载，使平台甲板下沉，中央立柱进入浮筒的筒中心柱中；

（17）平台甲板的浮筒坐在中央立柱的基座结构上，中央立柱从浮筒顶面露出，用若干连接板将浮筒筒顶板和中央立柱焊接在一起，然后浮筒排水卸载；

（18）解脱吊机与平台甲板的吊索具，拖轮返航。

本发明的有益效果是：提供了满足较大水深使用，既经济又安全的近海养殖平台技术方案，同时满足网箱大幅度潜降操作及海上安装自浮拖航的要求，安装作业简易，对安装装备的要求较低，实现综合成本较低的目标。

附图说明

以下结合附图及具体实施方式作进一步详细说明。

图1为本发明的立面布置图；

图2为本发明的俯视图；

图3为中央立柱示意图；

图4为网箱导管架示意图；

图5为网箱导管架a-a剖面图；

图6为网箱导管架b-b剖面图；

图7为平台甲板示意图；

图8为平台甲板浮筒c-c剖面图；

图9组合体拖航示意图

图10锚碇物及锚链施放示意图

图11配重箱压载、组合体竖直示意图；

图12平台甲板自浮拖航示意图；

图13平台甲板与中央立柱对位示意图；

图14中央立柱穿入平台甲板示意图；

图15本发明安装完成示意图。

其中：1-平台甲板；2-中央立柱；3-网箱；4-锚碇物；5-配重箱；6-锚链；7-水面；8-海底土壤；9-拖轮；11-浮筒；12-甲板结构；13-立柱；21-基座结构；22-上限位结构；23-下限位结构；24-上部销孔；25-下部销孔；26-第一吊耳；27-第二吊耳；28-连接板；31-导管架；32-网衣；33-液压插销；91-卷扬机；92-吊机；111-筒壁；112-筒中心柱；113-筒顶板；114-筒底板；115-肋板；311-上中心立柱；312-下中心立柱、313-侧立柱；314-横梁；315-圈梁；316-斜撑。

具体实施方式

如图1、图2，以北黄海水深70m海域为例，一种悬链腿系泊立柱式近海养殖平台，包括平台甲板1、中央立柱2、网箱3、锚碇物4；中央立柱下部增设配重箱5，中央立柱2下方与锚碇物4之间通过悬链线状态的锚链6连接。

如图1，配重箱5，以空心密闭结构为例，优选直径3m，高1.5m，自重4.6t，自浮拖航时作为第一浮力舱，可提供最大浮力10.6t；在位状态时充满水作为配重块。配重箱5也可以是实心结构，自浮拖航时绑扎相应浮力的助浮浮体；在位状态时解脱助浮浮体。

如图1、图2，锚碇物4以大抓力锚为例，数量三个；也可以是吸力锚、重力锚、钢管桩。

如图1、图2，锚链优选链径40mm，有档，35kg/m，单根长65m。

如图3，中央立柱2优选钢管ф914×10，长45m，自重14t，两端用盲板封闭，作为第二浮力舱，可提供最大28t浮力。

如图3，中央立柱2，其外壁设置限制平台甲板1与中央立柱2相对位置的基座结构21、限制网箱3沉浮行程的上限位结构22和下限位结构23、固定网箱3的上部销孔24和下部销孔25。网箱3沿着中央立柱2可在上限位结构22和下限位结构23之间通过排载或压载实现上浮或下潜。

如图3，中央立柱2的上端设置吊装用的第一吊耳26；其下端均布设置与锚碇物数量相等的连接锚链的第二吊耳27。

如图4、图5，网箱3优选直径8m，高22m，水体容积700方，自重18.5t，包括导管架31，网衣32、与中央立柱2相连接的液压插销33；导管架31是以上中心立柱311、下中心立柱312、若干侧立柱313为主体，由横梁314、圈梁315、斜撑316连接而成的空间结构；网衣32覆盖在导管架31的内侧。

如图4、图5，侧立柱313，优选钢管ф660×6，每条长16.8m，两端用盲板封闭；四条侧立柱共同组成通过充水压载或排水卸载实现网箱下降或上浮的第三浮力舱，可提供最大22t浮力。

如图6，液压插销33布置在上中心立柱311的外侧，并与中央立柱2上部销孔24和下部销孔25相配套的。

如图7，平台甲板1优选面积5.6mx5.6m，自重14.2t，加上上部养殖模块9.5t，共计重23.7t，包括浮筒11、甲板结构12，浮筒11与甲板结构12之间保持一定间距，通过若干根立柱13连接在一起。

如图7、图8，浮筒11优选直径4.5m，高度4m，最大可提供63.5t浮力，是由包括筒壁111、筒中心柱112、筒顶板113、筒底板围114成的密闭空间结构，内部设置若干肋板115。

如图7、图8，筒中心柱112的内径987mm略大于中央立柱2的外径914mm，使浮筒11被中央立柱112穿过并坐在中央立柱2的基座结构21上，中央立柱2露出浮筒11顶部，用若干连接板28将浮筒11和中央立柱2焊接在一起。

采用悬链腿系泊立柱结构，可使近海养殖平台适用于较大水深海域，并且既经济又安全。

如图9-图15，一种悬链腿系泊立柱式近海养殖平台安装方法，包括以下步骤：

（1）将预制完成的中央立柱2、配重箱5、网箱3组装为一体作为组合体，将锚碇物4与中央立柱2的第二吊耳27用锚链6连接。

（2）将锚链6和锚碇物4吊装到拖轮9甲板上，其中锚碇物4挂在船艉外侧，见图9。

（3）将组合体吊装入水漂浮在水面7上，见图9，并对各浮力舱进行调载，组合体的吃水满足自浮拖航要求；

（4）用拖轮9将组合体拖航到安装海域；

（5）拖轮9到达第一个锚位，拖轮9上的卷扬机91将1#锚碇物4施放到海底土壤8，见图10。

（6）拖轮9移至第二个锚位过程中，持续施放1#锚碇物4的锚链6。

（7）拖轮9在第二个锚位，拖轮9上的卷扬机91将2#锚碇物4施放到海底土壤8。

（8）按以上方法，完成3#锚碇物4施放。

（9）向配重箱5充水压载，此时组合体逐渐处于竖直状态，见图11。

（10）将预制完成的平台甲板1吊装入水，使其自浮于水面7；对浮筒11进行调载，使其吃水满足拖航要求。

（11）用拖轮9将平台甲板1拖航到安装海域，见图12；

（12）拖轮9吊机92上的吊索具连接水面7上的平台甲板1；

（13）中央立柱2的第二浮力舱和网箱3的第三浮力舱充水压载，使组合体高度相对于水面7下降。

（14）平台甲板1的浮筒11排水卸载使平台甲板1相对水面7上升；

（15）拖轮9上的吊机92将平台甲板1牵拉到中央立柱2上方，见图13；

（16）中央立柱2的第二浮力舱及网箱3的第三浮力舱排水卸载，中央立柱2上浮；同时，平台甲板1浮筒11充水压载，使平台甲板1下沉，中央立柱2进入浮筒11的中心柱112中，见图14；

（17）平台甲板1的浮筒11坐在中央立柱2的基座结构21上，中央立柱2从浮筒11顶面露出，用若干连接板28将浮筒11筒顶板112和中央立柱2焊接在一起，然后浮筒11排水卸载，见图15；

（18）解脱吊机92与平台甲板1的吊索具，拖轮9返航。

由于总体结构的自浮设计，实现了海上安装上的自浮拖航的目标，同时海上安装工程船仅需要一条配备3t以上吊机和20t卷扬机的拖轮即可，因此可实现综合成本较低的目标。