[发明专利]一种吸力贯入式弧形钢制锚

说明书

本发明公开了一种吸力贯入式弧形钢制锚，包括弧形钢板、固定桩与圆桶；弧形钢板上部设置旋转轴；固定桩由两块长条形钢板之间加焊弧形连系梁而组成；圆桶为上表面呈水平状的中空圆柱体；组装时，圆桶焊接于弧形钢板中下部的内侧，固定桩上的两个套孔套入弧形钢板上部的两个旋转轴；施工时，把锚链系泊在系泊孔上，再把桶形基础与圆桶进行后续可解脱的固定，依靠桶形基础把锚泊基础贯入至海床设计深度，然后移除桶形基础，再通过对锚链施加拉力使弧形钢板发生旋转，直至施加的拉力达到设计值时，施工结束。所提弧形钢板旋转过程中固定桩对其进行牵制与约束，有效减小了弧形钢板在旋转过程中的埋深损失，从而大大提高了锚泊基础的抗拔承载力。

技术领域

本发明涉及深海浮式平台或深水网箱的锚泊技术领域，具体是一种吸力贯入式弧形钢制锚。

背景技术

近年来，吸力贯入式平板锚(Suction embedded plate anchor)一种新型基础形式在墨西哥湾和非洲海域得到了较为广泛的应用，其主要优点是造价低、定位准确和施工简单。平板锚平面形状为矩形，安装时竖直固定在吸力式中，沉箱在自重和抽水造成的负压作用下贯入至预定深度。沉箱与平板锚分离后被拔出，以备将来重复使用。留在黏土海床中的平板锚在锚链牵引下旋转，直至板面与锚链接近垂直或者施加的拉力达到设计值。

在张拉锚链使锚板旋转的过程中，锚板会向上运动而产生埋深损失。锚板中心在旋转前后的高度差被定义为最终丢失埋深。在强度通常随深度成正比例增加的海床条件下，旋转调节过程中的埋深损失会带来承载力的下降，这一减小量可高达20%。

为了减小埋深损失，通常在锚板上部设置了一个可绕锚板旋转的翼板(Keyingflap)。该设计意图为，当锚板向上运动时翼板相对于锚板向外旋转一定角度，从而增大锚板向上运动时移动方向的承载面积，从而降低锚板向上的位移，并以此增大锚板最终的承载力。然而已有实验研究及数值计算对翼板的实际作用提出了异议，有学者甚至认为翼板对减小平板锚的埋深损失无帮助。

可见，有必要对传统平板锚的构型进行改进，设计一种能明显减小埋深损失的新型结构的锚泊基础。

发明内容 本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种吸力贯入式弧形钢制锚，其利用桶形基础贯入海床，在海床中主要靠弧形钢板兜住土体并与土体产生摩擦，固定桩对弧形钢板的姿态具有固定与约束作用；与传统平板锚相比，固定桩的设置可大大减小其埋深损失，从而提高了锚泊基础抗拔承载力。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种吸力贯入式弧形钢制锚，其特征在于：包括弧形钢板、固定桩和圆桶，所述弧形钢板的弧度不大于90°，弧形钢板外弧面轴向上端靠近弧向两端位置分别设有旋转轴；所述固定桩由两块平行于弧形钢板轴向的长条形钢板，以及连接在两长条形钢板之间的多个弧形连系梁构成，每个长条形钢板上端分别设有套孔；所述圆桶为中空结构，圆桶外侧连接有一个系泊孔，系泊孔连接有锚链；所述圆桶与系泊孔所在外侧呈对称的另一外侧连接在弧形钢板内弧面轴向中下部位置，所述固定桩中两长条形钢板的套孔一一对应与弧形钢板上的旋转轴转动装配并进行防脱固定，固定桩中长条形钢板、各个弧形连系梁分别紧贴弧形钢板外弧面。

所述的一种吸力贯入式弧形钢制锚，其特征在于：所述的弧形钢板为弧度等于90°的圆弧形钢板，弧形钢板的高度不小于其圆弧的外径。

所述的一种吸力贯入式弧形钢制锚，其特征在于：圆桶的外径与弧形钢板的内径相等；圆桶的下表面呈倾斜状，系泊孔设置在圆桶最小高度处的外侧中部；圆桶与弧形钢板相连时，圆桶最大高度处的外侧紧贴于弧形钢板内弧面轴向平分线位置。

所述的一种吸力贯入式弧形钢制锚，其特征在于：所述固定桩中，弧形连系梁的内径与弧形钢板的外径相等，弧形连系梁的数量不少于2个；固长条形钢板的下端呈尖状，长条形钢板的长度大于弧形钢板的高度；固定桩上套孔的直径不小于旋转轴直径的两倍。