孫建海

摘? 要：燈樁是位于海岸、港口或河道，用以指引船舶方向的固定視覺(jué)航標(biāo)。燈樁對(duì)船舶航行安全起著非常重要的作用，為保證其效能，航海保障部門(mén)每年會(huì)根據(jù)評(píng)估情況對(duì)轄區(qū)部分燈樁進(jìn)行新建、改建、重建。開(kāi)展航標(biāo)科技創(chuàng)新，加大新材料的研發(fā)，解決我們工作中難點(diǎn)問(wèn)題，提升服務(wù)水平，成為航保工作研究的重要方向。文章介紹的高分子燈樁，能有效解決傳統(tǒng)材料燈樁建設(shè)、維護(hù)中存在的困難，行業(yè)應(yīng)用前景廣闊，可供同行參考。

關(guān)鍵詞：線(xiàn)性低密度聚乙烯;燈樁;應(yīng)用研究

中圖分類(lèi)號(hào)：U644.421? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）35-0158-02

Abstract： Lamp piles are structures located on coasts， harbours or river courses to guide ships. Lamp piles play a very important role in the navigation safety of ships. In order to ensure their effectiveness， the navigation support department will build， rebuild and rebuild some of the lamp piles in its jurisdiction area according to the evaluation situation every year. To carry out scientific and technological innovation of navigation marks， increase the research and development of new materials， solve the difficult problems in our work， and improve the service level has become an important direction of aviation insurance research. This paper introduces the polymer lamp pile can effectively solve the difficulties existing in the construction and maintenance of traditional material lamp pile.

Keywords： linear low density polyethylene; light beacon; application research

前言

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著各國(guó)大力發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)，人們已經(jīng)進(jìn)入了海洋時(shí)代，海洋開(kāi)發(fā)以及利用海洋進(jìn)行國(guó)際貿(mào)易，使得海上運(yùn)輸已經(jīng)成為一種重要的交通運(yùn)輸方式，因此船舶航行安全就顯得尤其重要。在船舶航行的過(guò)程中，勢(shì)必要利用目視航標(biāo)進(jìn)行導(dǎo)航，航標(biāo)運(yùn)行的穩(wěn)定性以及安全性對(duì)于航行有著重要的意義。而隨著高分子材料技術(shù)不斷的發(fā)展與應(yīng)用，近年來(lái)高分子材料廣泛應(yīng)用于航標(biāo)中，本文結(jié)合作者的工作經(jīng)驗(yàn)介紹高分子燈樁的應(yīng)用研究情況。

1 燈樁簡(jiǎn)介

近年來(lái)，隨著航海保障事業(yè)的飛速發(fā)展，市面上研發(fā)出越來(lái)越多各式各樣新型的航海保障航標(biāo)燈樁。根據(jù)目前使用情況來(lái)看，按照主體材料進(jìn)行區(qū)分，有鋼筋混凝土燈樁、玻璃鋼聚脲燈樁、鋼結(jié)構(gòu)燈樁、鋁合金燈樁、高分子燈樁等。下面重點(diǎn)介紹使用比較廣泛的三種燈樁。

1.1 鋼筋混凝土燈樁

鋼筋混凝土燈樁優(yōu)點(diǎn)是綜合性能好;結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度高，剛度大，變形小，穩(wěn)定性好;燈樁抗腐蝕性好，尤其是鋼筋和混凝土采取防護(hù)處理（如采用環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋和混凝土底層為柔性涂層面層為剛性涂層）后，結(jié)構(gòu)耐久性大大增加;材料可分散運(yùn)輸。缺點(diǎn)是成本太高、施工工期長(zhǎng)，樁體美觀度低，樁身顏色保質(zhì)期短并且重新粉刷難度大，失效后不好拆除，產(chǎn)生建筑垃圾。

1.2 玻璃鋼聚脲燈樁

玻璃鋼聚脲燈樁具有重量輕、硬度高，耐腐蝕、抗老化、運(yùn)輸、安裝方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。但缺點(diǎn)也很突出，主要有：（1）彈性模量低，玻璃鋼的彈性模量比木材大兩倍，但比鋼小10倍，因此在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中剛性不足，容易變形。（2）長(zhǎng)期耐溫性差，一般玻璃鋼不能在高溫下長(zhǎng)期使用，通用聚酯玻璃鋼在50℃以上強(qiáng)度就明顯下降，通用型環(huán)氧玻璃鋼在60℃以上強(qiáng)度有明顯下降。考慮到夏季室外曝曬，溫度可達(dá)70℃，必須選擇耐高溫樹(shù)脂。（3）剪切強(qiáng)度低，層間剪切強(qiáng)度是靠樹(shù)脂來(lái)承擔(dān)的，所以強(qiáng)度很低?？梢酝ㄟ^(guò)選擇工藝、使用偶聯(lián)劑等方法來(lái)提高層間粘結(jié)力，最主要的是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，盡量避免使層間受剪。（4）老化現(xiàn)象，在紫外線(xiàn)、風(fēng)沙雨雪、化學(xué)介質(zhì)、機(jī)械應(yīng)力等作用下容易導(dǎo)致性能下降。（5）污染環(huán)境，玻璃鋼制作過(guò)程中，樹(shù)脂會(huì)散發(fā)出比較刺鼻的氣味，玻璃鋼制品制作過(guò)程通常都會(huì)有切割和打磨的工序，這兩個(gè)工序粉塵比較大，邊角廢料無(wú)法做無(wú)害化處理。玻璃鋼制品報(bào)廢后不能降解，不能自然分解，填埋不能處理，廢品不能綜合利用，廢品不能焚燒，煙霧有害有毒。

1.3 高分子燈樁

高分子（低密度聚乙烯）燈樁是近兩年綜合以往燈樁優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上著重研制的新型復(fù)合燈樁，由內(nèi)部高強(qiáng)度鋼骨架、外部非金屬高分子（低密度聚乙烯）筒體、維修平臺(tái)、高顯形護(hù)欄、爬梯、防盜門(mén)及避雷針等部分組成。結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、最高可抗17級(jí)臺(tái)風(fēng)，并可承受海浪強(qiáng)烈拍擊，廣泛用于島礁、岬角、港口、防波堤等各種惡劣環(huán)境。特點(diǎn)如下：（1）筒體及骨架均為模塊化設(shè)計(jì)，有多個(gè)單件通過(guò)螺栓連接組成，每個(gè)單件不超過(guò)60kg，在不依賴(lài)大型機(jī)械設(shè)備輔助的情況下人工可實(shí)現(xiàn)安裝，施工工期短，安裝簡(jiǎn)單方便，節(jié)省勞動(dòng)力及機(jī)械設(shè)備，尤其適合施工環(huán)境復(fù)雜、交通不便的地方。（2）高強(qiáng)度骨架經(jīng)過(guò)熱浸鍍鋅工藝處理，耐候性、耐腐蝕性更強(qiáng)，結(jié)合承插式筒體結(jié)構(gòu)，整體十分堅(jiān)固，可抗臺(tái)風(fēng)等級(jí)最高達(dá)17級(jí)。（3）筒體采用非金屬高分子（低密度聚乙烯）材料，具有抗UV等級(jí)高，耐韌性強(qiáng)、耐腐蝕等特點(diǎn);燈樁使用10年后表面顏色仍符合IALA標(biāo)準(zhǔn)，且依然可承受強(qiáng)烈海浪的拍擊。（4）燈樁生產(chǎn)過(guò)程綠色環(huán)保、無(wú)污染;且整體材料高效環(huán)保，可回收再利用，能夠符合當(dāng)前國(guó)家對(duì)環(huán)保的要求。（5）由于重量較輕、安裝簡(jiǎn)單、維修方便、耐腐性強(qiáng)、高效環(huán)保等特點(diǎn)，使得高分子燈樁的價(jià)格便宜，日后檢查、維修便利。（6）可以批量化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，所以相對(duì)于其他燈樁可以設(shè)計(jì)成各式各樣的造型和結(jié)構(gòu)，高分子燈樁造型固定，同一轄區(qū)內(nèi)使用，能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一、協(xié)調(diào)。

2 高分子燈樁結(jié)構(gòu)和規(guī)格

高分子燈樁包括燈樁樁身、燈籠、燈器及配套太陽(yáng)能供電系統(tǒng)等部件組成。

燈樁內(nèi)置熱浸鍍鋅模塊化骨架，每個(gè)骨架高度1米，樁高可按照要求設(shè)計(jì)從4米到12米不等，樁身直徑有0.6米、0.8米、1.2米、1.5米四種規(guī)格，其中直徑0.6米和0.8米燈樁爬梯外置，直徑1.2米、和1.5米燈樁爬梯外置。樁體采用非金屬高分子（低密度聚乙烯）免維護(hù)材質(zhì)，每一個(gè)骨架對(duì)應(yīng)一個(gè)橫帶，橫帶顏色可選，通常規(guī)格為紅白相間、紅綠相間、紅黑相間以及純紅、純黑、純白、純黃色。

直徑1.2米和1.5米燈樁頂部可安裝平臺(tái)，平臺(tái)采用316L不銹鋼制成，加裝316L不銹鋼燈籠，燈籠直徑1.5米，燈籠高度3.5米。

燈樁燈器安裝于燈籠內(nèi)，為L(zhǎng)ED閃光航標(biāo)燈器，燈質(zhì)可調(diào)節(jié)，一般燈質(zhì)閃白5秒，射程≥10海里。

燈器配套太陽(yáng)能供電系統(tǒng)安裝于燈樁頂部平臺(tái)上，主要包括太陽(yáng)能電池板、充放電控制箱、免維護(hù)蓄電池。太陽(yáng)能電源系統(tǒng)滿(mǎn)足連續(xù)陰雨天工作時(shí)間大于99天。

4 應(yīng)用推廣

高分子燈樁優(yōu)點(diǎn)是綠色無(wú)污染，廢料和拆除后可回收，抗腐蝕性好，施工工期短，檢查維修方便。從建造成本方面分析，以建設(shè)高12米，直徑1.5米相同規(guī)模的燈樁為例，傳統(tǒng)鋼筋混凝土燈樁，造價(jià)約150萬(wàn)元，高分子燈樁造價(jià)約60萬(wàn)元，約為傳統(tǒng)燈樁的40%。高分子燈樁造價(jià)雖然與同類(lèi)型的鋼結(jié)構(gòu)燈樁造價(jià)相當(dāng)，但鋼結(jié)構(gòu)燈樁在海洋環(huán)境下容易腐蝕，每年需要人工除銹和油漆保養(yǎng)，每年約3萬(wàn)元費(fèi)用。綜合分析燈樁的性?xún)r(jià)比，高分子燈樁最為突出，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。

5 結(jié)束語(yǔ)

新型材料的應(yīng)用，為燈樁建設(shè)提供了可選的優(yōu)化方案。目前，高分子燈樁已在煙臺(tái)航標(biāo)處大泓燈樁和龍眼港堤頭燈樁推廣應(yīng)用。高分子燈樁作為一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用、環(huán)保綠色的新型材料燈樁，在航海保障中將發(fā)揮積極的作用。高分子燈樁使用還處于起步階段，但在促進(jìn)航保科技創(chuàng)新研究應(yīng)用方面，意義重大，為燈樁建造、管理、養(yǎng)護(hù)等方面帶來(lái)良好的工作成效，鑒于高分子燈樁技術(shù)可靠，工藝先進(jìn)，施工方便，綠色環(huán)保，以及在經(jīng)濟(jì)效益等方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，行業(yè)應(yīng)用前景廣闊。

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