立方体桁架组合式人工鱼礁的制作方法

1.本发明涉及人工鱼礁技术领域，具体涉及一种立方体桁架组合式人工鱼礁。


背景技术：

2.近年来，由于海洋过度开发、海洋生态环境遭受破坏，近海渔业资源严重衰退、水域生态环境日益恶化、水域荒漠化日趋明显，严重影响了我国海洋生物资源保护和可持续利用。海洋牧场是基于海洋生态系统原理，在特定海域，通过人工鱼礁、增殖放流等措施，构建或修复海洋生物繁殖、生产、索饵或避敌所需要的场所，增殖养护渔业资源，改善海域生态环境，实现渔业资源可持续利用的渔业模式。人工鱼礁建设是海洋牧场的主要措施，是已被世界公认的改善海洋生态环境、修复并增殖受损渔业资源的有效措施。
3.人工鱼礁的投放效果与人工鱼礁自身的材料、结构形式、重量、规格以及海域自然因素有关，尤其是人工鱼礁结构形式、底质类型、水深、水流等影响因素。目前投放的人工鱼礁多为钢筋混凝土构造，其存在很多的不足：一是，其礁体笨重，对底质情况要求高，容易出现下陷和淤积情况；二是，制作过程对环境污染大，占用场地大、预制期长；三是，钢筋混泥土材料不利用结构的设计，鱼礁功能无法最大限度的发挥。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明设计了一种立方体桁架组合式人工鱼礁，颠覆了传统钢筋混凝土鱼礁从设计到投放的固有模式，采用环保、轻便、成本低的钢结构组件和水泥预制件的功能组件，使人工鱼礁装备化，本发明具有稳定性和透水性强、使用寿命长、组装方便、运输投放效率高、适用海域范围广、空间利用率高、鱼礁功能性强等诸多优点，能够最大限度的发挥人工鱼礁的功能，满足海洋牧场建设等要求。
5.为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：立方体桁架组合式人工鱼礁，包括结构组件和功能组件，结构组件和功能组件之间可拆卸组合式连接，其中：所述的结构组件采用耐海水腐蚀钢材制成，包括桁架，所述桁架包括多个竖直布置的框架边梁，以及连接在竖直边梁顶部和底部之间水平框架边梁，构成方形或多边形立体框架，框架内部设置有由框架边梁交叉点向中心辐射并交叉的内部支撑梁，形成外部框架和内部中心支撑立方体桁架结构；所述的功能组件为表面粗糙的水泥预制件，表面粗糙的水泥预制件内部为多通孔结构，表面粗糙的水泥预制件装配在结构组件上，组合成多层、多孔洞的人工鱼礁。
6.进一步地，所述结构组件的框架边梁交叉点通过边角连接件装配连接，框架内部的内部支撑梁的中心交叉点通过中心连接件装配连接。
7.进一步优选地，所述结构组件的框架边梁交叉点通过边角连接件卡合连接或销连接装配固定，内部支撑梁的中心交叉点通过中心连接件卡合连接或销连接装配固定。
8.进一步地，所述结构组件的立体框架与海底接触的底部框架边梁之间设置底部横
梁。
9.进一步优选地，所述底部横梁与t型三通结构的底部套件卡合连接或销连接装配固定。
10.进一步优选地，所述的多个底部横梁平面高于底部框架边梁平面，底部横梁上装配平板型功能组件，不仅增加附着面积，同时增加礁体与海底接触面积，增加礁体支撑，使礁体在海底更加稳定，且缓冲礁体淤积。
11.进一步地，所述的结构组件采用圆形空心钢管和带有圆形空心钢管铸造钢制备，进一步减轻礁体重量。
12.进一步地，所述的结构组件由若干钢结构单元装配而成，每个钢结构单元的两端设置销接连接孔，钢结构单元之间销连接装配固定。
13.进一步地，所述功能组件包括多种不同体积和造型结构的表面粗糙的水泥预制件，组合装配在框架边梁和内部支撑梁上形成密集多层多孔洞的人工鱼礁，大大增加鱼礁的附着面积。
14.进一步优选地，所述表面粗糙的水泥预制件包括多种形状的内部通孔，且包括直径大于结构组件直径的内部通孔，保证表面粗糙的水泥预制件能够装配在结构组件上；通孔尺寸及分布根据海域环境与渔业资源特征并结合生物习性及鱼礁设置目的针对性设计。
15.本发明与现有技术相比的有益效果是：1. 结构组件和功能组件单元化装配结构，使人工鱼礁装备化，组合式结构可在投放现场组装，有效减轻了礁体投放和运输的成本，且保障了投放的安全性；2. 礁体的结构组件和功能组件均为环保、无污染材料，不会对海水水质和海洋生态环境产生负面影响；3. 鱼礁总体结构充实，空间布局符合流体力学原理，完全满足生态修复的基本功能，集鱼效果明显；用于海参底播增殖和蟹、螺等生物的自然聚集，满足鱼礁的增养殖功能；4. 在鱼礁功能组件的设计上，根据项目海域洋流特征，针对性设计特定的孔洞尺寸、位置及排列组合方式，形成密集立体结构，拼装在礁体支撑架间，装配成多层、多孔洞的人工鱼礁使上下两部分在各时间段的洋流影响下都可以形成大量的背涡流区域，更利于目标生物的栖息、索饵、避险；5. 结构组件是由若干钢结构支架单元组成，易于加工，重量轻，易于搬运和投放；且材料强度大，稳定性强，坚固耐用，不易破碎，抗波、流的冲刷和磨损，耐久性强；根据对材料在海水中腐蚀速率以及海洋生物初始附着起到保护作用的研究，选择合适的材料厚度以保证使用寿命，可达30年以上；综上所述，本发明选用环保且成本低廉的材质，制备成便于装配的轻结构、装备化的人工鱼礁，相比于传统人工鱼礁，本发明结构轻、标准化的组件生产和装配便于人工鱼礁的生产和使用，具有稳定性强、使用寿命长、组装方便、运输投放效率高、适用海域范围广、空间利用率高、鱼礁功能性强等诸多优点，经济性和适用性强。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1 是本发明实施例1中立方体桁架组合式人工鱼礁的结构示意图；图2是图1的主视图；图3是图1的俯视图；图4是图1的侧视图；图5是图1中a局部放大图；图6是实例1的结构组件装配图；图7是实例1的功能组件结构示意图；图中：1、第一表面粗糙的水泥预制件，2、第二表面粗糙的水泥预制件，3、边角连接件，4、框架边梁，5、第三表面粗糙的水泥预制件，6、底部套件，7、底部横梁，8、中心连接件，9内部支撑梁。
具体实施方式
18.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
19.基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
20.实施例1本发明颠覆传统人工鱼礁从设计到投放的固有模式，采用环保、轻便、成本低的钢结构组件和水泥预制件的功能组件，使人工鱼礁装备化，能够最大限度的发挥人工鱼礁的功能。如图1至图4所示，本发明提供了一种立方体桁架组合式人工鱼礁，包括结构组件和功能组件，结构组件和功能组件之间可拆卸组合式连接，其中：如图6所示，结构组件采用耐海水腐蚀钢材制成，包括桁架，桁架包括四个竖直布置的框架边梁4，以及连接在竖直边梁顶部和底部之间水平框架边梁4，构成方形立体框架，框架边梁4交叉点通过边角连接件3销连接装配固定；框架内部设置有由框架边梁交叉点向中心辐射并交叉的内部支撑梁9，内部支撑梁9的中心交叉点通过中心连接件8卡合连接装配固定；形成外部框架和内部中心支撑立方体桁架结构；如图5所示，与海底接触的底部框架边梁4之间通过t型三通结构的底部套件6安装多个平行的底部横梁7，底部横梁7与t型三通结构的底部套件6卡合连接装配固定。
21.优选可实施地，多个底部横梁7平面高于底部框架边梁4平面，底部横梁7上装配平板型的第三表面粗糙的水泥预制件5。当礁体投放到海底时，底部框架边梁4与海底接触且由于礁体自重下沉，此时，底部横梁7装配第三表面粗糙的水泥预制件5的平面接触海底，增加礁体与海底接触面积，增加礁体支撑，再加上此时下沉的底部框架边梁4使礁体在海底更加稳定，缓冲了礁体淤积；且第三表面粗糙的水泥预制件5自身的多孔洞结构也能够增加附
着面积。
22.优选可实施地，底部框架边梁4、底部套件6、底部横梁7、内部支撑梁9、边角连接件3和中心连接件8均采用船用优质结构钢制成。其中底部框架边梁4、底部套件6、底部横梁7和内部支撑梁9使用圆形空心钢管制备，且由若干圆形空心钢管单元装配而成，每个圆形空心钢管单元的两端设置销接连接孔，圆形空心钢管单元之间销连接装配固定；边角连接件3和中心连接件8使用带有圆形空心钢管铸造钢制备；进一步减轻礁体重量。船用钢具备优良的强度、韧性和一定的耐低温及耐腐蚀性能，根据对材料在海水中腐蚀速率以及海洋生物初始附着起到保护作用的研究，选择合适的材料厚度以保证使用寿命，可达30年以上。
23.如图7所示，功能组件为表面粗糙的水泥预制件，包括第一表面粗糙的水泥预制件1、第二表面粗糙的水泥预制件2和第三表面粗糙的水泥预制件5，第一表面粗糙的水泥预制件1、第二表面粗糙的水泥预制件2和第三表面粗糙的水泥预制件5均为内部多通孔结构，三者体积及造型不同。第一表面粗糙的水泥预制件1和第二表面粗糙的水泥预制件2的中心圆形通孔直径大于框架边梁4和内部支撑梁9圆形空心钢管的直径，保证第一表面粗糙的水泥预制件1和第二表面粗糙的水泥预制件2能够通过中心圆形通孔套装装配在框架边梁4和内部支撑梁9上；第三表面粗糙的水泥预制件5的相同直径的圆形通孔的直径大于框架边梁4和底部横梁7圆形空心钢管的直径，保证第三表面粗糙的水泥预制件5能够通过通孔套装装配在框架边梁4和底部横梁7上。
24.如图1至图4所示，第一表面粗糙的水泥预制件1和第二表面粗糙的水泥预制件2间隔装配在方形框架的顶部水平框架边梁4和竖直框架边梁4上，以及内部支撑梁9上；方形框架底部水平框架边梁4和底部横梁7上装配第三表面粗糙的水泥预制件5，形成密集多层多孔洞的人工鱼礁，大大增加鱼礁的附着面积。
25.优选可实施地，第一表面粗糙的水泥预制件1、第二表面粗糙的水泥预制件2和第三表面粗糙的水泥预制件5的通孔尺寸及分布根据海域环境与渔业资源特征并结合生物习性及鱼礁设置目的针对性设计。
26.本实施例中，针对海域水深13m左右特征，设计立方体桁架组合式人工鱼礁方形框架边长为2.7m，竖直框架边梁4高度为2.9m，不超过海域水深的三分之一，极端异常天气对礁体不会造成影响，保证了礁体的安全性，主要为海参、蟹、螺等生物的提供栖息、索饵、避险的场所。本发明总体结构充实，空间布局符合流体力学原理，有效生物附着面积达到同体积传统混凝土构件礁的3～4倍，内部多孔洞的水泥预制件设计，可使生物附着面积再提高80～100%，完全满足生态修复的基本功能，海参和鱼、蟹、螺等生物的自然聚集效果。本发明结构组件和功能组件均为环保、无污染材料，不会对海水水质和海洋生态环境产生负面影响；在礁体整体设计上，根据海域环境与渔业资源特征并结合生物习性，针对性设计礁体的空间结构及各功能组件的高度与间距，保证上下两部分都具有良好的3d透水性，对海域自然属性的影响可以忽略不计，更为重要的是，可减少冲淤对礁体沉降带来的影响（传统混凝土构件礁冲淤现象严重），保证了礁体的稳定性与使用效果；选用模块化设计、组合式整体机构，制备成便于装配的轻结构、装备化的人鱼礁，结构轻、便于运输和投放，标准化的组件生产和装配，便于生产和使用，经济性和适用性强，能够根据海域自然环境因素与功能需求，对人工礁进行针对性的设计，符合度高。
27.上面结合附图对本发明的实施方式做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施
方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。