裝配式A型浮動島的製作方法

2023-05-24 07:46:11

本發明專利涉及海洋工程，具體涉及一種裝配式A型浮動島。

背景技術：

目前，人類在海上生活棲息地有以下幾種：自然島礁，數量有限；人工島礁，投資巨大，而且只能在水深10m以內的淺海填海；船舶，抗颱風能力差，不穩定，且需要定期拖進船塢維護；鑽進平臺，無停泊碼頭，專業性強，不易生活居住；在娛樂方面地點大部分聚集在陸地或岸邊及水深10m以內的淺灘，現有的專利號：ZL2013103819320，發明名稱：A型深海浮動島，其上層建築物與下層浮體連接不穩定，支撐力不夠，而且原有連接橋連接間隙容易被腐蝕。

技術實現要素：

基於以上不足之處，本發明提供一種裝配式A型浮動島，適合在水深20m到100m的海域，可以長期停泊在海上抗強颱風的浮動島。

本發明所採用的技術如下：一種裝配式A型浮動島，包括兩側縱向彈性梁船體，兩側縱向彈性梁船體的前端相互連接形成A字形布置的等腰三角形，其頂角小於或等於60°，兩側縱向彈性梁船體的前端安裝有防撞整流罩，每側縱向彈性梁船體包括浮體、多根豎直立柱、多根橫向斜支撐梁，兩根斜拉體梁及多層建築樓板，多根豎直立柱按兩排均勻分布、固定連接在浮體縱向的兩側上，建築樓板按一定垂直高度、分多層、水平安裝在所述的豎直立柱上，從而形成多層甲板空間，每層的甲板空間的豎直立柱之間按一定間隔還安裝有橫向斜支撐梁，最終形成縱向彈性梁結構，能夠使縱向彈性梁船體在縱向彎矩的作用下發生彈性變形。

本發明還具有如下技術特徵：

1.如上所述的浮體包括外側板、下側板、內側板、上側板和前、後端板，外側板、下側板、內側板、上側板依次固定連接形成迴轉體殼體結構，前、後端板分別固定於迴轉體殼體結構的兩端，形成完整封閉殼體結構，前後端板為外平內弧形結構。

2.如上所述的兩側縱向彈性梁船體之間固定連接有1個或多個連橋，所述的連橋包括兩組上、下受力杆，其上下受力杆截面均為圓形或橢圓形，通過與其匹配的金屬坐桶座與縱向彈性梁船體上支出的混凝土柱相連接，所述的金屬坐桶座作為預應力索的張拉端安裝在混凝土柱端面上。

3.如上每側所述的縱向彈性梁船體的重心附近通過捆綁箍筋與錨索的一端連接，錨索的另外一端固定在海底的錐形人工錨礁盤的頂端或錐頂單點錨泊系統的上部中心點，錨索中間被從兩側浮體的前端垂吊下來的繩索吊起，使錨索靠自重或配重在海裡形成兩個緩衝弧度。

4.如上所述的縱向彈性梁船體水面以上的外側或內側安裝了吊裝式水下觀光器的行走軌道，軌道上安裝了行走滑車，滑車通過升降繩索拉動水下觀光器前後行走和上下升降。

5.如上所述的防撞整流罩為上下透空式防撞整流罩，該整流罩內安裝了上下的人行通道和水上遊樂設施。

6.所述的浮體內部還安裝有多個隔板和加強隔板。

7.如上所述的金屬坐桶座的底座與混凝土柱端面之間的縫隙打矽酮耐候膠，周圍再罩箍筋加壓密封罩。

本發明提供的一種裝配式A型浮動島，可以長期停泊在深海抗強颱風，結構堅固、穩定；擴展了人類生存空間，擴大了海洋經濟圈的面積，加速了人類對海洋探索步伐。最適合在水深20m到100m的海域，實現滑水、潛水觀光、遊泳、垂釣及海上住宿體驗等娛樂活動。

附圖說明

圖1為本發明的實施例1的整體結構示意圖；

圖2為本發明的實施例1的縱向彈性梁船體結構示意圖；

圖3為本發明的實施例1的縱向彈性梁船體剖面結構示意圖；

圖4為本發明的實施例1的縱向彈性梁船體與連橋連接結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明專利作進一步說明：

實施例1

如圖1-4所示，一種裝配式A型浮動島，包括兩側縱向彈性梁船體1，兩側縱向彈性梁船體1的前端相互連接形成A字形布置的等腰三角形，其頂角小於或等於60°，沿著A的邊長方向稱為縱向，與其垂直方向為橫向，兩側縱向彈性梁船體1的前端安裝有防撞整流罩2，每側縱向彈性梁船體包括浮體3、多根豎直立柱4、多根橫向斜支撐梁5，兩根斜拉體梁6及多層建築樓板7，多根豎直立柱4按兩排均勻分布、固定連接在浮體3縱向的兩側上，建築樓板7按一定垂直高度、分多層、水平安裝在所述的豎直立柱4上，從而形成多層甲板空間，每層的甲板空間的豎直立柱4之間按一定間隔還安裝有橫向斜支撐梁5，最終形成縱向彈性梁結構，能夠使縱向彈性梁船體在縱向彎矩的作用下發生彈性變形。甲板上外側護牆以上部分為單元式上懸可內反轉結構的擋風板，外側海浪超過護牆高度時擋風板可以自動開啟，允許海水湧入到甲板上，對甲板實施加載，減少浮體浮力彎矩和在橫向上對連橋作用力。

所述的浮體3包括外側板8、下側板9、內側板10、上側板11和前、後端板，外側板8、下側板9、內側板10、上側11板依次固定連接形成迴轉體殼體結構，前、後端板分別固定於迴轉體殼體結構的兩端，形成完整封閉殼體結構，所述的浮體內部還安裝有多個隔板和加強隔板。，前後端板為外平內弧形結構，這樣可以大大提高抗水壓能力。浮體材料可以採用金屬材料，也可以採用複合材料。

所述的兩側縱向彈性梁船體1之間固定連接有1個或多個連橋12，所述的連橋12包括兩組上、下受力杆13.14，其上、下受力杆13.14截面均為圓形或橢圓形，通過與其匹配的金屬坐桶座16與縱向彈性梁船體上支出的混凝土柱15相連接，所述的金屬坐桶座作為預應力索的張拉端安裝在混凝土柱端面上。

所述的縱向彈性梁船體1水面以上的外側或內側安裝了吊裝式水下觀光器19的行走軌道，軌道上安裝了行走滑車，滑車通過升降繩索拉動水下觀光器19前後行走和上下升降。便於遊人觀賞水下景色及工作人員對水下定期檢查探測。

所述的防撞整流罩2為上下透空式防撞整流罩，該防撞整流罩2內安裝了上下的人行通道和水上遊樂設施。該整流罩作用有四個，一是防撞，二是劈浪，三是使高浪底部海流從整流罩的底部透空處豎向湧入甲板，對甲板實施加載，降低首部俯仰力矩，四是娛樂滑水通道。

所述的金屬坐桶座16的底座與混凝土柱15端面之間的縫隙打矽酮耐候膠，周圍再罩箍筋加壓密封罩。

兩側縱向彈性梁船體形成浮動防波堤，後部圍城的港池內可停靠船舶。兩側縱向彈性梁船體的上表面是太陽能發電、風力發電、直升機降落、遊人垂釣平臺。

每側所述的縱向彈性梁船體1的重心附近通過捆綁箍筋與錨索17的一端連接，錨索17的另外一端固定在海底的錐形人工錨礁盤18的頂端或錐頂單點錨泊系統的上部中心點，錨索17中間被從兩側浮體的前端垂吊下來的繩索吊起，使錨索17靠自重或配重在海裡形成兩個緩衝弧度。因為採用緩衝式單向中置錨索固定系統，首部永遠迎著風浪，因平面呈現A型，沒有迎風面，浪湧的迎面衝擊力被大大衰減；縱向彈性梁船體的邊長大於三個以上波長，所以浪湧對島浮體的水平作用力既有向前又有向後的，前後相互抵消，使單向中置錨索固定系統承受較小的拉力，其基本承受島嶼的迎風阻力；又因為兩邊的縱向彈性梁船體跨越了三個以上波長，使浮動島不會因浪湧的起伏而上下擺動；當颱風時，外側海浪的高度會超過甲板上的護牆高度，但內側海浪因被消減會小於連橋及生活區高度，因此巨浪會從連橋及生活區底部穿過，使浮動島受不到大浪的衝擊。

實施例2

本實施例中，浮體及浮體上部的支撐、樓板、屋面均採用高性能預應力混凝土結構，

連橋採用艦艇用高強度合金鋼材料，首部整流罩及潛水觀光器軌道採用鋁合金材料。

浮動島總體結構較大，一般長度超過200米，總寬度超過100米，因此，必須選擇足夠尺寸的幹船塢內進行分別製造單側縱向彈性梁船體，可以選擇在海面上組裝。

(一)、分別在臥式模具上布置受力筋澆築外側板、內側板、前、後端板、內隔板和加強隔板，加強隔板的連橋支撐柱端固定連橋坐桶座，採用預應力索固定，連橋坐桶座成為張拉端；

(二)、上述豎向構件強度達到吊裝要求後進行吊裝固定到裝配位置，布置對接縫連接筋和下側板受力筋(包含體內索的預應力索及管道)，澆築對接縫混凝土和下側板混凝土；

(三)、布置上側板受力筋及兩端斜拉體的受力筋(包含體內索的預應力索及管道)，澆築上側板混凝土和斜拉體混凝土；

(四)、如同建設樓房一樣，支模、布筋、澆混凝土，建造浮體以上構築物包括樓板、屋面，所有樓板、屋面均布置體內預應力索，混凝土採用一次性連續澆築，樓板連橋支撐柱端固定連橋坐桶座，屋面的連橋支撐住端固定連橋坐桶座，採用預應力索固定，連橋坐桶座成為張拉端；

(五)、在浮體內側布置外側板、內側板體外預應力索；

(六)、對所有預應力索進行同時張拉，澆築封閉張拉端，至此形成單體縱向彈性梁；

(七)、澆築上側板開口混凝土柱桶殼體，同時可以安裝單體縱向彈性梁內所有構件和附屬設施，包括錨索捆綁固定箍筋、上懸內翻轉擋風板和臨時固定首部捆綁箍筋、錨索；

(八)、安裝二分之一前連橋、後連橋，並在連橋坐桶座和混凝土連橋支柱對縫處打耐候膠，並在對縫附近外圍安裝橡膠保護罩及加壓密封箍筋，形成兩道防腐密封。至此形成裝配式A型浮動島的縱向彈性梁船體；

(九)、採用輔助平衡措施，將對稱的兩個縱向彈性梁船體漂浮到水面上進行對接，首部採用外圍箍筋捆綁連接，同時安裝首部垂索、縱向滑道，箍筋與混凝土之間及混凝土與混凝土之間加彈性墊，連橋之間採用金屬構件連接；

(十)、安裝首部整流罩及相關配套設施，至此完成裝配式A型浮動島海上整體組件；

(十一)、安裝吊裝式軌道潛水觀光器軌道，軌道動力車；

(十二)、與上述工作同時製造人工錨礁盤或錐頂單點錨泊系統，並將其拖運至指定海域安裝；

(十三)、將裝配式A型浮動島海上整體組件託運至上述指定海域通過錨索與人工錨礁盤連接在一起,安裝水下觀光器。

至此，完成整個裝配式A型浮動島的組裝定位。