本发明涉及一种装配式混凝土人工鱼礁，该人工鱼礁采用预制装配式技术制造，能够有效解决传统混凝土人工鱼礁制作难度大以及制作和运输投放成本高等问题。
背景技术：
投放人工鱼礁，综合打造生态、安全、透明的智慧海洋牧场，是发展海洋经济的一个重要动力点。传统混凝土人工鱼礁空方体积较大，制作过程中需分多次浇筑方能成型，制作难度大、制作成本高。另外，传统混凝土人工鱼礁一般会在混凝土预制件厂或投放区附近的海岸上整体预制加工，然后借助车船将鱼礁拖至指定码头，最后通过运输船将其运至指定海域直接投放。这就导致当空方体积过大时，传统混凝土人工鱼礁的运输及投放成本居高不下。据统计，鱼礁综合成本中，投放成本占三分之一以上，严重制约了海洋牧场的大规模建设。
目前人工鱼礁的授权专利主要以鱼礁结构的改型、材料的改进以及投放方式等为主，以保护、增殖和提高渔获量为目的，通过检索并未发现以降低人工鱼礁的加工难度和投放成本为目的的技术方案。
技术实现要素：
为了解决传统混凝土人工鱼礁制作难度大、制作成本以及运输投放成本高等问题，本发明提出了一种新型的装配式混凝土人工鱼礁。本发明的装配式混凝土人工鱼礁能够有效降低人工鱼礁的加工难度和投放成本。
本发明装配式混凝土人工鱼礁采用预制装配式理念进行加工制作，通过将空方体积较大的人工鱼礁拆解成体积较小且形状规则的部件进行预制，然后在投放现场进行组装，能够显著降低人工鱼礁的运输及投放成本，进而具有可观的经济效益前景。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种装配式混凝土人工鱼礁的技术方案。
一种装配式混凝土人工鱼礁，包括混凝土浇筑成型的预制节点和预制横梁，并且均内置钢筋，
此外，还包括卡扣，并且卡扣上制有灌浆孔，
预制节点和/或预制横梁之间通过外甩的钢筋搭接，同时，相互搭接的预制节点和/或预制横梁之间留有间隙空间并通过卡扣固定，卡扣兼做灌浆料浇筑模板，卡扣空腔内灌注的混凝土灌浆料硬化并与搭接钢筋握裹结合后连接相互搭接的预制节点和/或预制横梁，
预制节点和/或预制横梁之间的组合配装构成混凝土人工鱼礁。
优选，预制节点、预制横梁表面制有混凝土保护层，厚度a取20-100mm，进一步优选取50mm，以保证装配式混凝土人工鱼礁的耐久性。
优选，卡扣内表面附衬食品级硅胶，进一步优选，所述食品级硅胶厚度为1-2mm，确保不污染海洋环境的同时保证卡扣和预制构件之间的密封效果，进而保护灌浆料硬化阶段不受海水影响。
优选，预制节点、预制横梁外甩的钢筋长度不小于45倍钢筋直径，以保证预制节点和预制横梁连接段传力的安全和可靠。
优选，预制节点、预制横梁的约束搭接长度不小于300mm。
优选，预制节点、预制横梁端部预埋对拉锚栓，卡扣制有与预制节点和预制横梁端部对拉锚栓对应的锚栓孔，预制节点、预制横梁端的对拉锚栓穿过卡扣上对应的锚栓孔通过螺栓紧固，增加传力构件保证投放过程中荷载传递的承受力和可靠性，同时对拉锚栓的存在可以在不借助仪器的情况下便对各部件进行较精确定位。
装配式人工鱼礁内各部件的变化过程如下：
(1)现场组装和投放阶段，预制节点和预制横梁连接段卡扣空腔内的灌浆料未硬化，人工鱼礁装配及投放过程中的荷载传递主要由卡扣承担，保证装配式鱼礁的整体性和可靠性；
(2)投入海洋牧场后，钢质卡扣保护内填灌浆料不受海水侵蚀，为灌浆料的硬化和强度提升提供良好的环境；
(3)随着服役期的增长，钢质卡扣会被腐蚀殆尽，此后由灌浆料及灌浆料内的搭接钢筋承担所有外力并保证鱼礁的整体性。
本发明突出的实质性特点在于预制节点和预制横梁的装配式鱼礁设计思维，以及特殊的卡扣连接设计（即先后通过卡扣连接与灌浆凝固硬化连接相结合的鱼礁连接思路），进一步分析，本发明的设计构思克服了传统的预制装配式技术需要在施工现场搭支模板然后浇筑混凝土或者灌浆料，之后必须要等待现浇的混凝土或者灌浆料硬化并达到设计强度才能拆除模板向海水中投放的缺陷，通过卡扣实现人工鱼礁在现场装配式组装即投入使用，不必等待灌浆料硬化便可直接向海水中投放，降低了鱼礁组件从设计、生产、运输到直接投放的效率和成本，直接可以于海上即时完成鱼礁的现场投放。而且，鱼礁构型越是复杂装配精度要求就越高，本发明的鱼礁设计装配误差的降低即具有极大的实用性意义。
此外，钢质卡扣及预制节点、预制横梁端部的预埋锚栓不仅是鱼礁中的传力构件，同时还是鱼礁装配过程中各部件的定位装置，利用预埋锚栓结合钢质卡扣中的锚栓孔可以在不借助仪器的情况下便对各部件进行较精确定位，从而降低人工鱼礁的整体装配误差，
本发明的优势是能够将空方体积较大或形状不规则的人工鱼礁拆解成体积较小且形状规则的部件进行预制然后在投放现场进行组装，显著降低人工鱼礁的运输及投放成本，具体体现在以下几个方面：
(1)通过将空方体积较大的鱼礁拆解成节点和横梁进行预制，不仅降低了施工难度，同时还可以进行批量化的工业生产，能够显著提高加工场地利用率和生产效率。鱼礁构型越是复杂，装配精度要求就越高，装配误差的降低也就越有意义。
(2)与传统混凝土人工鱼礁相比，预制节点和预制横梁空方体积小，便于运输，能够有效提高车船利用率，降低人工鱼礁的运输和投放成本。
(3)由于钢质配套卡扣的存在，装配式人工鱼礁在现场组装完成后不必等待灌浆料初凝硬化便可直接向海水中投放，能够有效降低时间成本，提高投放效率。
(4)钢质卡扣及预制节点、预制横梁端部的预埋锚栓不仅是鱼礁中的传力构件，同时还是鱼礁装配过程中各部件的定位装置，利用预埋锚栓结合钢质卡扣中的锚栓孔可以在不借助仪器的情况下便对各部件进行较精确定位，从而降低人工鱼礁的整体装配误差，保证鱼礁构型的有效实现，这对于构型复杂的人工鱼礁具有重要意义。
(5)装配式人工鱼礁涉及的所有材料均不会对海洋环境造成污染，具有良好的生态和易性。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的具体实施方式一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为新型装配式混凝土人工鱼礁的组件图，其中1为预制节点，2为预制横梁，3为卡扣。
图2为预制节点1、预制横梁2与卡扣3的装配爆炸图。
图3为预制节点1、预制横梁2与卡扣3的装配图。
图4为新型装配式混凝土人工鱼礁总装图。
附图中标识的指代说明，其中，3-1为灌浆口，3-2为封口盖，10为螺栓，20为外甩钢筋，30为对拉锚栓，30-1为锚栓孔，d为对拉锚栓距离截面端部的距离，l1为外甩钢筋长度，l2为卡扣与预制节点1/预制横梁2的约束搭接长度，a为混凝土保护层，la为外甩钢筋的搭接长度；1-1，2-2分别为图4局部截面图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有益效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须作出大量实施细节以实现开发者的特定目标。
为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、清晰地辅助说明本发明实施例的目的。
参照附图1至附图4，新型装配式混凝土人工鱼礁的具体实施过程可按以下步骤进行：
第一步，预制节点1及预制横梁2的制作。如附图1所示：按照人工鱼礁设计尺寸，分别支模浇筑预制节点1的模块和预制横梁2的模块并按标准流程进行混凝土养护，本例中，预制节点1模块的具有三个相互垂直的分肢，分肢外伸长度均为500mm，分肢的纵向受力钢筋外甩，外甩钢筋20长度l1为45倍钢筋直径，而且，本例中预制节点1、预制横梁2表面制有混凝土保护层，厚度a取50mm，以保证装配式混凝土人工鱼礁的耐久性，预制节点1和预制横梁2的端部预埋对拉锚栓30，对拉锚栓30距离截面端部的距离d为50mm。
卡扣3材质为钢质，卡扣3所需钢板厚度需根据鱼礁具体尺寸进行设计，设计基本原则为保证每一个卡扣3都能独立承担投放过程中鱼礁自重引起的弯矩、拉力和剪力作用，而且，配套卡扣3上对应位置预留锚栓孔30-1，锚栓孔30-1直径应比对拉锚栓30直径大2-3mm，以便装配过程中预制节点1和预制横梁2中预埋对拉锚栓30能够顺利穿过锚栓孔30-1。
上述组件具有体积小、形状规则的特点，便于运输和现场组装投放。可将上述制备的组件装船运输至指定海域，并现场组装，组装完成后即可投放海域，能有效解决传统混凝土人工鱼礁制作难度大、制作成本以及运输投放成本高等问题，有利于快速、大规模的建设海洋牧场。
第二步，预制节点1和预制横梁2的组装。如附图2、3所示：首先，将预制节点1和预制横梁2定位并进行外甩钢筋20的搭接绑扎，搭接长度la不低于40倍钢筋直径，并且使得搭接绑扎后的钢筋处于绷直状态；之后，在预制节点1和预制横梁2的连接段通过高强螺栓10组装配套的钢质卡扣3，卡扣3与预制节点1/预制横梁2的约束搭接长度l2不低于300mm；本例中卡扣3制有2个灌浆孔3-1，然后，通过卡扣3上的任意一个灌浆口3-1向卡扣3内浇筑灌浆料，直至灌浆料从另一个灌浆孔3-1中溢出为止，以保证卡扣3内灌浆料的密实性，随即用旋入式封口盖3-2拧紧灌浆口3-1对其封堵，完成一个预制节点1和相应预制横梁2的组装；最后，按上述流程将8个预制节点1和相应预制横梁2总装成型，最终完成装配式混凝土人工鱼礁的制作，如图4所示。
如图1-4所示，上例中制备的新型的装配式混凝土人工鱼礁，包括混凝土浇筑成型的预制节点1和预制横梁2，并且均内置钢筋且在端部预埋对拉锚栓30，以及卡扣3，并且卡扣3上制有灌浆孔3-1和锚栓孔30-1，灌浆孔3-1用旋入式封口盖3-2封堵，
预制节点1和预制横梁2之间通过外甩的钢筋20搭接，同时，相互搭接的预制节点1和预制横梁2之间留有间隙空间并通过卡扣3固定，卡扣3空腔内灌注的混凝土灌浆料硬化并与搭接钢筋握裹结合后连接预制节点1和预制横梁2，
8个预制节点1和8个预制横梁2之间相互连接固定的组合配装构成正方体的混凝土人工鱼礁。
制备的新型的装配式混凝土人工鱼礁可以现场组装，直接投放海域。
在现场组装和投放阶段时，预制节点1和预制横梁2连接段内的灌浆料未硬化，人工鱼礁装配及投放过程中的荷载传递主要由配套钢质卡扣3承担，保证装配式鱼礁的整体性和可靠性；
当制备的新型的装配式混凝土人工鱼礁投入海洋牧场后，钢质卡扣3保护内填灌浆料不受海水侵蚀，为灌浆料的硬化和强度提升提供良好的环境；
而且，随着服役期的增长，钢质卡扣3会被腐蚀殆尽，此后由灌浆料及灌浆料内的搭接钢筋承担所有外力并保证鱼礁的整体性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种装配式混凝土人工鱼礁，其特征是，包括混凝土浇筑成型的预制节点和预制横梁，并且均内置钢筋，
此外，还包括卡扣，并且卡扣上制有灌浆孔，
预制节点和/或预制横梁之间通过外甩的钢筋搭接，同时，相互搭接的预制节点和/或预制横梁之间留有间隙空间并通过卡扣固定，卡扣兼做灌浆料浇筑模板，卡扣空腔内灌注的混凝土灌浆料硬化并与搭接钢筋握裹结合后连接相互搭接的预制节点和/或预制横梁，
预制节点和/或预制横梁之间的组合配装构成混凝土人工鱼礁。
2.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土人工鱼礁，其特征是，预制节点、预制横梁表面制有混凝土保护层。
3.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土人工鱼礁，其特征是，卡扣内表面附衬食品级硅胶。
4.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土人工鱼礁，其特征是，预制节点、预制横梁外甩的钢筋长度不小于45倍钢筋直径。
5.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土人工鱼礁，其特征是，预制节点、预制横梁的约束搭接长度不小于300mm。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种装配式混凝土人工鱼礁，其特征是，预制节点、预制横梁端部预埋对拉锚栓，卡扣制有与预制节点/预制横梁端部对拉锚栓对应的锚栓孔，预制节点、预制横梁端的对拉锚栓穿过卡扣上对应的锚栓孔通过螺栓紧固。
技术总结