高分子燈樁應(yīng)用研究

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航標(biāo)。燈樁對船舶航行安全起著非常重要的作用，為保證其效能，航海保障部門每年會根據(jù)評估情況對轄區(qū)部分燈樁進行新建、改建、重建。開展航標(biāo)科技創(chuàng)新，加大新材料的研發(fā)，解決我們工作中難點問題，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：線性低密度聚乙烯;燈樁;應(yīng)用研究

中圖分類號：U644.421? ? ? 文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：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

進入21世紀以來，隨著各國大力發(fā)展海洋經(jīng)濟，人們已經(jīng)進入了海洋時代，海洋開發(fā)以及利用海洋進行國際貿(mào)易，使得海上運輸已經(jīng)成為一種重要的交通運輸方式，因此船舶航行安全就顯得尤其重要。在船舶航行的過程中，勢必要利用目視航標(biāo)進行導(dǎo)航，航標(biāo)運行的穩(wěn)定性以及安全性對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)驗介紹高分子燈樁的應(yīng)用研究情況。

1 燈樁簡介

近年來，隨著航海保障事業(yè)的飛速發(fā)展，市面上研發(fā)出越來越多各式各樣新型的航海保障航標(biāo)燈樁。根據(jù)目前使用情況來看，按照主體材料進行區(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)點是綜合性能好;結(jié)構(gòu)整體強度高，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處理（如采用環(huán)氧樹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;材料可分散運輸。缺點是成本太高、施工工期長，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、運輸、安裝方便等諸多優(yōu)點。但缺點也很突出，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）長期耐溫性差，一般玻璃鋼不能在高溫下長期使用，通用聚酯玻璃鋼在50℃以上強度就明顯下降，通用型環(huán)氧玻璃鋼在60℃以上強度有明顯下降。考慮到夏季室外曝曬，溫度可達70℃，必須選擇耐高溫樹脂。（3）剪切強度低，層間剪切強度是靠樹脂來承擔(dān)的，所以強度很低。可以通過選擇工藝、使用偶聯(lián)劑等方法來提高層間粘結(jié)力，最主要的是在產(chǎn)品設(shè)計時，盡量避免使層間受剪。（4）老化現(xiàn)象，在紫外線、風(fēng)沙雨雪、化學(xué)介質(zhì)、機械應(yīng)力等作用下容易導(dǎo)致性能下降。（5）污染環(huán)境，玻璃鋼制作過程中，樹脂會散發(fā)出比較刺鼻的氣味，玻璃鋼制品制作過程通常都會有切割和打磨的工序，這兩個工序粉塵比較大，邊角廢料無法做無害化處理。玻璃鋼制品報廢后不能降解，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)缺點的基礎(chǔ)上著重研制的新型復(fù)合燈樁，由內(nèi)部高強度鋼骨架、外部非金屬高分子（低密度聚乙烯）筒體、維修平臺、高顯形護欄、爬梯、防盜門及避雷針等部分組成。結(jié)構(gòu)堅固、最高可抗17級臺風(fēng)，并可承受海浪強烈拍擊，廣泛用于島礁、岬角、港口、防波堤等各種惡劣環(huán)境。特點如下：（1）筒體及骨架均為模塊化設(shè)計，有多個單件通過螺栓連接組成，每個單件不超過60kg，在不依賴大型機械設(shè)備輔助的情況下人工可實現(xiàn)安裝，施工工期短，安裝簡單方便，節(jié)省勞動力及機械設(shè)備，尤其適合施工環(huán)境復(fù)雜、交通不便的地方。（2）高強度骨架經(jīng)過熱浸鍍鋅工藝處理，耐候性、耐腐蝕性更強，結(jié)合承插式筒體結(jié)構(gòu)，整體十分堅固，可抗臺風(fēng)等級最高達17級。（3）筒體采用非金屬高分子（低密度聚乙烯）材料，具有抗UV等級高，耐韌性強、耐腐蝕等特點;燈樁使用10年后表面顏色仍符合IALA標(biāo)準，且依然可承受強烈海浪的拍擊。（4）燈樁生產(chǎn)過程綠色環(huán)保、無污染;且整體材料高效環(huán)保，可回收再利用，能夠符合當(dāng)前國家對環(huán)保的要求。（5）由于重量較輕、安裝簡單、維修方便、耐腐性強、高效環(huán)保等特點，使得高分子燈樁的價格便宜，日后檢查、維修便利。（6）可以批量化、模塊化、標(biāo)準化生產(chǎn)，所以相對于其他燈樁可以設(shè)計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，每個骨架高度1米，樁高可按照要求設(shè)計從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）免維護材質(zhì)，每一個骨架對應(yīng)一個橫帶，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，平臺采用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LED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。

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

4 應(yīng)用推廣

高分子燈樁優(yōu)點是綠色無污染，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，造價約150萬元，高分子燈樁造價約60萬元，約為傳統(tǒng)燈樁的40%。高分子燈樁造價雖然與同類型的鋼結(jié)構(gòu)燈樁造價相當(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3萬元費用。綜合分析燈樁的性價比，高分子燈樁最為突出，經(jīng)濟效益十分明顯。

5 結(jié)束語

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)濟實用、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)護等方面帶來良好的工作成效，鑒于高分子燈樁技術(shù)可靠，工藝先進，施工方便，綠色環(huán)保，以及在經(jīng)濟效益等方面具有無可比擬的優(yōu)勢，行業(yè)應(yīng)用前景廣闊。

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