本发明公开了一种用于防止海床地震液化诱发海洋结构倾覆的拉结装置，包括钢圆筒，其中，所述钢圆筒为无底的圆筒结构，多个所述钢圆筒环绕人工岛设置，所述钢圆筒下方嵌入海床内，其在海床平面的位置中固定套设有下套环；所述下套环的周围圆周分布有多片嵌入海床内的阻力叶片，所述阻力叶片上端固定有贯穿到靠近海床平面的转杆，每根所述转杆远离与阻力叶片连接的一端铰接有连杆，每根所述连杆的另一端铰接到下套环的边缘。与现有技术相比，本发明本通过嵌入海床内的阻力叶片能够承受较大扭矩的方式，抵消地基液化导致大直径钢圆筒可能出现沉陷、滑移、扭转和转动倾覆等形式的失稳，保持钢圆筒的稳定。
1.一种用于防止海床地震液化诱发海洋结构倾覆的拉结装置，包括钢圆筒(1)，其特征在于，所述钢圆筒(1)为无底的圆筒结构，多个所述钢圆筒(1)环绕人工岛设置，所述钢圆筒(1)下方嵌入海床内，其在海床平面的位置中固定套设有下套环(2)；
所述下套环(2)的周围圆周分布有多片嵌入海床内的阻力叶片(3)，所述阻力叶片(3)上端固定有贯穿到靠近海床平面的转杆(6)，每根所述转杆(6)远离与阻力叶片(3)连接的一端铰接有连杆(5)，每根所述连杆(5)的另一端铰接到下套环(2)的边缘。
2.根据权利要求1所述的一种用于防止海床地震液化诱发海洋结构倾覆的拉结装置，其特征在于，所述钢圆筒(1)的上部固定套设有上套环(4)，所述上套环(4)中圆周分布有多根钢绳(7)，每根所述钢绳(7)的另一端连接到转杆(6)靠近其与连杆(5)连接的一端。
3.根据权利要求2所述的一种用于防止海床地震液化诱发海洋结构倾覆的拉结装置，其特征在于，所述下套环(2)/上套环(4)通过外壁圆周分布的连接销钉(9)与钢圆筒(1)侧壁固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于防止海床地震液化诱发海洋结构倾覆的拉结装置，其特征在于，所述下套环(2)/上套环(4)中分布的连接销钉(9)两两对称地设置，每两根对称的连接销钉(9)间固定连接有贯穿钢圆筒(1)的穿杆(8)。
5.根据权利要求4所述的一种用于防止海床地震液化诱发海洋结构倾覆的拉结装置，其特征在于，每根所述穿杆(8)都经过钢圆筒(1)内的轴心，且每根所述穿杆(8)间上下错开。
6.根据权利要求1所述的一种用于防止海床地震液化诱发海洋结构倾覆的拉结装置，其特征在于，所述钢圆筒(1)内填充有回填砂土。
7.根据权利要求1所述的一种用于防止海床地震液化诱发海洋结构倾覆的拉结装置，其特征在于，相邻的钢圆筒(1)间相对的一面分布的阻力叶片(3)留有空缺，以让钢圆筒(1)能够靠近贴合，其相邻的钢圆筒(1)的连杆(5)和钢绳(7)相互错开。
8.根据权利要求1所述的一种用于防止海床地震液化诱发海洋结构倾覆的拉结装置，其特征在于，相 邻的钢圆筒(1)间通过绳索连接为整体。
9.根据权利要求1所述的一种用于防止海床地震液化诱发海洋结构倾覆的拉结装置，其特征在于，所述阻力叶片(3)嵌入海床下的深度为钢圆筒(1)嵌入海床下深度的2～3倍。
10.根据权利要求1所述的一种用于防止海床地震液化诱发海洋结构倾覆的拉结装置，其特征在于，所述阻力叶片(3)的宽度为钢圆筒(1)直径的1/4～1/3。
一种用于防止海床地震液化诱发海洋结构倾覆的拉结装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于防止海床地震液化诱发海洋结构倾覆的拉结装置。
背景技术
[0002] 沉入式大直径钢圆筒结构作为一种无内隔墙无底的薄壁圆筒连续式结构，内部填充砂土或碎石土，场地适应能力强，适用于深水区域，逐步被国内外应用在码头、防波堤和人工岛岸壁结构中。由于我国沿海地区处于环太平洋地震带上，潜在的地震危险性非常大，地震荷载是控制海洋工程结构设计的主要荷载，强震作用可导致海底土层液化，使钢圆筒结构丧失稳定性，震后修复工作难度极大，因此，波流环境中海床地震液化诱发沉入式大直径钢圆筒结构失稳是其服役期间的主要隐患之一。
[0003] 现有技术中，由于大直径钢圆筒结构底部为开放式，依靠自身重力、内部回填土和周围土的嵌固作用保持稳定性，其结构特点决定了其对海床的稳定性依赖比较高，因此，海床液化是钢圆筒结构的主要威胁，地基液化导致大直径钢圆筒失稳可能出现沉陷、滑移、扭转和转动倾覆等形式。
[0004] 因此，有必要提供一种用于防止海床地震液化诱发海洋结构倾覆的拉结装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于防止海床地震液化诱发海洋结构倾覆的拉结装置，包括钢圆筒，其中，所述钢圆筒为无底的圆筒结构，多个所述钢圆筒环绕人工岛设置，所述钢圆筒下方嵌入海床内，其在海床平面的位置中固定套设有下套环；
[0006] 所述下套环的周围圆周分布有多片嵌入海床内的阻力叶片，所述阻力叶片上端固定有贯穿到靠近海床平面的转杆，每根所述转杆远离与阻力叶片连接的一端铰接有连杆，每根所述连杆的另一端铰接到下套环的边缘。
[0007] 进一步的，作为优选，所述钢圆筒的上部固定套设有上套环，所述上套环中圆周分布有多根钢绳，每根所述钢绳的另一端连接到转杆靠近其与连杆连接的一端。
[0008] 进一步的，作为优选，所述下套环/上套环通过外壁圆周分布的连接销钉与钢圆筒侧壁固定连接。
[0009] 进一步的，作为优选，所述所述下套环/上套环中分布的连接销钉两两对称地设置，每两根对称的连接销钉间固定连接有贯穿钢圆筒的穿杆。
[0010] 进一步的，作为优选，每根所述穿杆都经过钢圆筒内的轴心，且每根所述穿杆间上下错开。
[0011] 进一步的，作为优选，所述钢圆筒内填充有回填砂土。
[0012] 进一步的，作为优选，相邻的钢圆筒间相对的一面分布的阻力叶片留有空缺，以让钢圆筒能够靠近贴合，其相邻的钢圆筒的连杆和钢绳相互错开。
[0013] 进一步的，作为优选，邻的钢圆筒间通过绳索连接为整体。
[0014] 进一步的，作为优选，所述阻力叶片嵌入海床下的深度为钢圆筒嵌入海床下深度的2～3倍。
[0015] 进一步的，作为优选，所述阻力叶片的宽度为钢圆筒直径的1/4～1/3。与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0016] 本发明中，当钢圆筒发生扭转趋势时，下套环通过每根连杆拉动转杆转动，使钢圆筒的扭矩传递到每片阻力叶片中，而片状的阻力叶片由于嵌入在海床内，即使在海底土层液化时也能够承受较大的扭矩，从而抵消钢圆筒的扭矩；
[0017] 而当钢圆筒发生平移趋势时，下套环同样会朝不同方向拉动每根连杆，同理，也会使阻力叶片产生对应方向扭矩并将其位移抵消。
[0018] 钢圆筒发生转动倾覆的趋势时，钢圆筒转动倾覆方向相反的钢绳受到拉力而拉动转杆，使对应阻力叶片产生扭矩而抵消钢圆筒转动倾覆对钢绳产生的拉力，以此来保持钢圆筒的稳定性。
[0019] 本发明中，当一根连接销钉产生剪力时，能够通过穿杆传递到对面的另一根连接销钉中，并与钢圆筒内穿杆间的回填砂土共同受力，确保了连接销钉的连接强度；
[0020] 并且，在钢圆筒贯穿的穿杆将回填砂土和钢圆筒连成一个整体，能够共同承担扭矩和位移的力，增强其整体的稳定性。
附图说明
[0021] 图1为一种用于防止海床地震液化诱发海洋结构倾覆的拉结装置的结构示意图；
[0022] 图2为下套环和连杆的连接结构示意图；
[0023] 图中：1、钢圆筒；2、下套环；3、阻力叶片；4、上套环；5、连杆；6、转杆；7、钢绳；8、穿杆；9、连接销钉。
具体实施方式
[0024] 请参阅图1和图2，本发明实施例中，一种用于防止海床地震液化诱发海洋结构倾覆的拉结装置，包括钢圆筒1，所述钢圆筒1为无底的圆筒结构，多个所述钢圆筒1环绕人工岛设置，所述钢圆筒1下方嵌入海床内，其在海床平面的位置中固定套设有下套环2；
[0025] 所述下套环2的周围圆周分布有多片嵌入海床内的阻力叶片3，所述阻力叶片3上端固定有贯穿到靠近海床平面的转杆6，每根所述转杆6远离与阻力叶片3连接的一端铰接有连杆5，每根所述连杆5的另一端铰接到下套环2的边缘；
[0026] 沉入式大直径钢圆筒1一般埋置于饱和多孔的海洋沉积土中，发生地震时强震作用可导致海底土层液化，使钢圆筒1结构容易丧失稳定性，且在复杂的海洋环境中，还受波浪和海流的联合作用，可能会发生多种形式的失稳，而当钢圆筒1发生扭转趋势时，下套环2通过每根连杆5拉动转杆6转动，使钢圆筒1的扭矩传递到每片阻力叶片3中，而片状的阻力叶片3由于嵌入在海床内，即使在海底土层液化时也能够承受较大的扭矩，从而抵消钢圆筒1的扭矩；
[0027] 而当钢圆筒1发生平移趋势时，下套环2同样会朝不同方向拉动每根连杆5，同理，也会使阻力叶片3产生对应方向扭矩并将其位移抵消。
[0028] 本实施例中，所述钢圆筒1的上部固定套设有上套环4，所述上套环4中圆周分布有多根钢绳7，每根所述钢绳7的另一端连接到转杆6靠近其与连杆5连接的一端；
[0029] 当地震导致海床液化，钢圆筒1发生转动倾覆的趋势时，其依靠自身重力、内部回填土和周围土的嵌固作用难以在液化的海床中保持稳定性，此时与钢圆筒1转动倾覆方向相反的钢绳7受到拉力而拉动转杆6，使对应阻力叶片3产生扭矩而抵消钢圆筒1转动倾覆对钢绳7产生的拉力，以此来保持钢圆筒1的稳定性。
[0030] 本实施例中，所述下套环2/上套环4通过外壁圆周分布的连接销钉9与钢圆筒1侧壁固定连接。
[0031] 所述所述下套环2/上套环4中分布的连接销钉9两两对称地设置，每两根对称的连接销钉9间固定连接有贯穿钢圆筒1的穿杆8，每根所述穿杆8都经过钢圆筒1内的轴心，且每根所述穿杆8间上下错开；
[0032] 并且，所述钢圆筒1内填充有回填砂土；
[0033] 也就是说，当一根连接销钉9产生剪力时，能够通过穿杆8传递到对面的另一根连接销钉9中，并与钢圆筒1内穿杆8间的回填砂土共同受力，确保了连接销钉9的连接强度；
[0034] 并且，在钢圆筒1贯穿的穿杆8将回填砂土和钢圆筒1连成一个整体，能够共同承担扭矩和位移的力，增强其整体的稳定性。
[0035] 本实施例中，相邻的钢圆筒1间相对的一面分布的阻力叶片3留有空缺，以让钢圆筒1能够靠近贴合，其相邻的钢圆筒1的连杆5和钢绳7相互错开，相邻的钢圆筒1间通过绳索连接为整体。
[0036] 本实施例中，所述阻力叶片3嵌入海床下的深度为钢圆筒1嵌入海床下深度的2～3倍，所述阻力叶片3的宽度为钢圆筒1直径的1/4～1/3。
[0037] 以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
