线性低密度聚乙烯灯桩应用介绍

李宏武 海装北京局驻天津地区第一军事代表室

1.引言

在船舶舰艇近海航行和进出港时，要利用浮标、灯桩、灯塔等目视航标进行导航。航标的有效性、可靠性、稳定性对于船舶舰艇航行安全有着重要的意义。随着高分子材料技术的不断发展，近年来聚乙烯材料开始应用在浮标和灯桩上，本文结合作者的实践经验介绍线性低密度聚乙烯灯桩的应用和研究情况。

2.灯桩简介和分类

根据灯桩发展的历史里程和使用现状，按照灯桩主体材料进行分类，有砖石结构灯桩、混凝土灯桩、金属结构灯桩、玻璃钢聚脲灯桩、高分子灯桩等。本文介绍使用比较广泛的三种灯桩。

2.1 混凝土灯桩

混凝土灯桩历史悠久，优点如下：①结构强度高不易变形，稳定性好；②外形丰富多样，可以结合应用场景，定制设计；③混凝土和钢材采取表层抗腐蚀防护处理后，寿命大大增加；④材料广泛和运输方便，主要材料是钢筋、水泥、沙子、石子，材料来源不受限制，材料运输方便。

缺点如下：①成本比较高、施工工期长；②桩身颜色有效期短，需要定期刷漆，粉刷难度大，保养费用高；③失效后不好拆除，产生建筑垃圾。

2.2 金属结构灯桩

金属结构灯桩主要有铝合金灯桩和钢结构灯桩两种。金属结构灯桩采用钢架、钢管或高强度铝合金的材料，主要优点有：①灯桩重量轻；②安装施工简便。

缺点有：①抗防腐能力差；②日常维护难，保养费用高；③高度有限，目视效果差。

2.3 钢结构玻璃钢聚脲灯桩

钢结构玻璃钢聚脲灯桩优点如下：①自重较轻，不易生锈，可分段安装，生产和运输方便；②灯桩外侧是聚脲涂层，避免钢结构被冲波浪拍打。

缺点也很突出，主要有：①容易老化，在高湿高盐环境中受到风吹浪打和紫外线照射聚脲老化，影响灯桩性能；②容易变形，玻璃钢的弹性模量相对钢材比较小，高低温作用下，容易变形；③耐温性差，夏季曝晒后，涂层温度高达70℃，玻璃钢强度下降，涂层容易脱落；④层间粘结力差，剪切强度低；⑤制造工艺污染环境，生产玻璃钢时树脂气味刺鼻，打磨和切割玻璃钢时产生大量粉尘；⑥无法回收，玻璃钢材料不易自然分解，不能降解，不能焚烧，目前还没有回收处理技术。

3.线性低密度聚乙烯灯桩介绍

线性低密度聚乙烯灯桩是综合以往灯桩优缺点的基础上着重研制的新型复合灯桩，由内部高强度钢骨架、外部线性低密度聚乙烯筒体、灯器平台、爬梯、防盗门组成，有些灯桩还有灯笼、护栏和避雷针。加强型的骨架可抗17级台风，并可承受海浪强烈拍击，除海岸、码头、岛屿外，更适用于防波堤、礁石、岬角等各种特殊环境。特点如下。

（1）建设周期短，结构式设计，可以快速施工，完成特殊保障任务。

（2）热浸镀锌工艺处理的高强度骨架，耐腐蚀性更强，加强的承插式筒体结构，可抗台风等级最高达17级。

（3）模块化设计的骨架由多个单件通过螺栓连接组成，每个单件不超过60kg，可以实现人工运输和快捷安装，施工工期短，节省劳动力，摆脱机械设备限制，尤其适合施工环境复杂、交通不便的地方。

图1 线性低密度聚乙烯灯桩结构图

图2 线性低密度聚乙烯应用

（4）筒体采用线性低密度聚乙烯材料，该材料是乙烯与α-烯烃共聚在主链上，形成共聚单体支链结构。该材料具有韧性好、刚性大、强度高、耐冲击、耐撕裂、耐酸碱、耐高温、耐低温等优点。筒体选用本色粉末滚塑而成，不需要喷漆，具有良好的抗紫外线能力，使用10年后表面颜色仍符合IALA标准，且依然可承受强烈海浪的拍击。

（5）线性低密度聚乙烯灯桩生产过程绿色环保、无污染，不锈钢骨架和线性低密度聚乙烯筒体都可以回收再利用，符合当前国家对环保的要求。

（6）由于安装简单、耐腐性强、高效环保、寿命长、维护保养费用低等特点，使得线性低密度聚乙烯灯桩价格便宜，总体费用低。

（7）可以搭配专门用于此类型灯桩的航标灯和太阳能板供电系统，可以批量化、模块化、标准化安装。

线性低密度聚乙烯灯桩按灯桩主体直径有0.6米、0.8米、1.2米、1.5米四种规格，各规格参数如表1所示。

表1 线性低密度聚乙烯灯桩规格表

灯桩内置热浸镀锌模块化骨架，每个骨架高度1米，每一个骨架对应一个线性低密度聚乙烯筒体横带，横带颜色可选，通常为红白相间、红黑相间、红绿相间以及纯红、纯白、纯黑、纯黄等颜色。

定制的航标灯器安装在灯塔顶部，具有专门的接口。灯器配套太阳能供电系统安装于灯桩顶部平台上。

4.线性低密度聚乙烯灯桩施工

（1）施工图纸进行审查，对施工人员进行施工技术交底。

（2）施工机具、设备配置完毕，所有相关材料已发到现场。

（3）如原来有灯桩先拆除，然后做混凝土浇筑、基础养护等基础施工。

（4）在基础上钻孔植筋，植筋规格HRB400Φ20，植筋要均匀分布在基础的4个面上，各面开孔错开布置，单面植筋不少于4颗，植筋深度500mm，植筋前将钢筋上的浮锈用钢丝轮打磨干净。

（5）待植入钢筋强度达标时进入到下一工序，与外圈预埋螺栓焊接，螺栓中线均分在1800mm＊1800 mm的定位模板上，绑制成一体的钢筋笼。

（6）地锚盘安装调平，在安装第一层结构前先对基础地脚螺母进行除锈松动处理，处理后螺母松动自如。为了防止灯桩在以后服役阶段的基础根部腐蚀，需要对地脚螺栓进行黄油封盖处理。

（7）搭设脚手架，在脚手架顶部放置卷扬机或滑轮配合吊装施工。

（8）单件安装，按照结构安装完成-->起吊滚塑罩就位-->滚塑罩钻孔-->小弧板安装-->爬梯安装-->螺栓紧固的顺序进行安装，要在结构件、滚塑件、爬梯件安装好后紧固各个螺栓。

（9）避雷针安装，电缆线连接在避雷针底部，然后由桩体内部至接地扁铁处。

（10）供电系统和平台灯器安装调试。

（11）拆除脚手架，整理施工现场，处理施工垃圾。

5.应用和总结

线性低密度聚乙烯灯桩的应用，解决了灯桩维护困难，线性低密度聚乙烯灯桩已在全国三大海区推广应用。

线性低密度聚乙烯绿色环保、经济实用，有效保障船舶舰艇安全航行，在航海保障中将发挥积极的作用，应用前景广阔。