袁靖周

摘 要：針對(duì)廣州航標(biāo)處試用的三種高分子材料燈樁，根據(jù)試用經(jīng)驗(yàn)，從結(jié)構(gòu)、建設(shè)安裝、外觀、成本造價(jià)、后期維護(hù)等5個(gè)方面對(duì)三種高分子材料燈樁進(jìn)行了對(duì)比分析。在對(duì)比分析過(guò)程中，選取了相關(guān)的指標(biāo)對(duì)三種高分子材料燈樁進(jìn)行了定性評(píng)價(jià)及定量對(duì)比。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)以往航標(biāo)燈樁建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，給出了幾點(diǎn)高分子燈樁采購(gòu)及建設(shè)安裝建議。

關(guān)鍵詞：航標(biāo) 高分子 燈樁 航海保障 建設(shè)

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。從主材成分來(lái)分，目前在航海保障事業(yè)上應(yīng)用較多的有鋼筋混凝土、鋼結(jié)構(gòu)、玻璃鋼、鋁合金、高分子燈樁等。高分子材料作為近年來(lái)一種新型的材料，其具有質(zhì)量輕、耐久性好、抗腐蝕能力強(qiáng)、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各行業(yè)。鑒于過(guò)往常采用的鋼筋混凝土、鋼結(jié)構(gòu)、玻璃鋼燈樁等各自存在一定局限性（如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)燈樁具有施工工期長(zhǎng)，鋼結(jié)構(gòu)單節(jié)質(zhì)量重不便安裝等），因此將高分子材料應(yīng)用到燈樁，按照燈樁航海保障要求研發(fā)出高分子燈樁成為當(dāng)下業(yè)界的一個(gè)炙手可熱的項(xiàng)目。目前，高分子燈樁因其優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，較好的試用效果，越來(lái)越受到航海用戶(hù)的青睞。故現(xiàn)在市面上也出現(xiàn)越來(lái)越多各式各樣高分子材料燈樁。

廣州航標(biāo)處作為珠江口航海保障事業(yè)的重要組成成員，大膽嘗試，積極試用各類(lèi)新型材料燈樁，在建設(shè)和維護(hù)航海保障燈樁方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。近年來(lái)，也試用了三種高分子材料燈樁（圖1-3），以下稱(chēng)“廠家A、廠家B及廠家C高分子燈樁”。

為了總結(jié)高分子材料燈樁的特點(diǎn)及建設(shè)經(jīng)驗(yàn)等，本文對(duì)三種高分子材料燈樁從結(jié)構(gòu)、建設(shè)安裝、外觀、成本造價(jià)、后期維護(hù)等5個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比，并最后給出了應(yīng)用建議，以期為以后本單位建設(shè)高分子燈樁提供參考意見(jiàn)及與同行交流和討論。

1.三種高分子材料燈樁對(duì)比

為了對(duì)三種高分子材料燈樁進(jìn)行綜合性對(duì)比，本文擬從結(jié)構(gòu)、建設(shè)安裝、外觀、成本造價(jià)、后期維護(hù)等5個(gè)方面著手，在此5個(gè)方面選取1～3項(xiàng)重要影響因素指標(biāo)對(duì)5個(gè)方面進(jìn)行了定性評(píng)價(jià)。

1.1結(jié)構(gòu)

廠家A高分子燈樁樁身為圓柱形，直徑0.8米，樁身分節(jié)制作，1米一節(jié)，樁身高度根據(jù)用戶(hù)需求定制。樁身內(nèi)骨為鋼套管，外緊貼高分子材料形成整體。上部平臺(tái)約2.2米，平臺(tái)護(hù)欄高度1米。高分子材料拉伸強(qiáng)度為32MPa。整個(gè)燈樁樁身結(jié)構(gòu)骨架為逐段通過(guò)螺栓連接呈整體，下部也是通過(guò)螺栓與預(yù)埋進(jìn)混凝土的鋼板緊固。在抗風(fēng)方面，結(jié)構(gòu)抗風(fēng)等級(jí)可達(dá)17級(jí)。

廠家B高分子燈樁樁身亦為圓柱形，不同于廠家A高分子燈樁，其高分子材料外殼與樁身結(jié)構(gòu)骨架是分離的。其骨架結(jié)構(gòu)是分段鋼結(jié)構(gòu)通過(guò)螺栓連接而成，在外套以高分子外殼。樁身直徑有0.6M、0.8M、1.2M可選，樁身高度及平臺(tái)直徑均可定制。在抗風(fēng)方面，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有抗風(fēng)等級(jí)13和17級(jí)可選。高分子材料各項(xiàng)典型值（括號(hào)內(nèi)為測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)）：拉伸強(qiáng)度18MPa（ISO527），斷裂伸長(zhǎng)率600%（ISO527），沖擊強(qiáng)度25J/mm（ARM），阻燃等級(jí)HB級(jí)（UL-94）。

廠家C高分子燈樁樁身是由三根較細(xì)的高分子材料管形成一個(gè)三角形支柱，該種高分子燈樁將燈樁整體拆解成許多很小的元件，各個(gè)小部件通過(guò)螺栓連接。這種三管樁結(jié)構(gòu)分散和降低了正面受風(fēng)力，各元件通過(guò)水平和斜向連接，使結(jié)構(gòu)整體更穩(wěn)定。

通過(guò)以上分析，以風(fēng)力影響指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)優(yōu)越性，三種高分子燈樁的受風(fēng)影響、結(jié)構(gòu)抗風(fēng)能力定性評(píng)價(jià)及廠家測(cè)試抗風(fēng)等級(jí)如表1、表2、表3所示。

1.2建設(shè)安裝

三種高分子燈樁的共同特點(diǎn)是樁身底部通過(guò)螺栓與預(yù)埋在混凝土中的鋼板連接緊固。對(duì)于上部樁身來(lái)說(shuō)，三種結(jié)構(gòu)的形成，也都是通過(guò)螺栓將各部件組合。也就是說(shuō)，三種結(jié)構(gòu)的組裝都是通過(guò)螺栓連接的方式。不同的是，三種結(jié)構(gòu)拆解成的元件大小不一樣，導(dǎo)致了運(yùn)輸便利性及吊裝難易程度不一。因航標(biāo)燈樁大于設(shè)置于偏僻的高點(diǎn)，運(yùn)輸及安裝對(duì)于航標(biāo)燈樁非常重要。因此，從建設(shè)安裝來(lái)對(duì)比三種結(jié)構(gòu)優(yōu)越性，本文著重從運(yùn)輸便利性及吊裝難易來(lái)定性評(píng)價(jià)。

廠家A高分子燈樁樁身每節(jié)0.5M-1M，每節(jié)重量為30kg-153kg。一座6米燈樁主要元件清單如下：樁身6節(jié)，避雷針6件，電池箱1個(gè)，連接螺栓共121套（含連接樁身、平臺(tái)中心孔外圈、托板和平臺(tái)連接、電池箱與底座連接、銅排連接孔及太陽(yáng)能支架、太陽(yáng)能支架與平臺(tái)圍板連接、太陽(yáng)能支架與平臺(tái)底板連接、避雷針與平臺(tái)底板連接）。

廠家B高分子燈樁為1米一節(jié)鋼結(jié)構(gòu)骨架，重量達(dá)75kg。主體結(jié)構(gòu)Q345B鋼柱30個(gè)，外部燈柱316L鋼柱1個(gè)，Q345B結(jié)構(gòu)角鐵72個(gè)，Q345B掛爬梯角鐵8個(gè)，Q345B爬梯4個(gè)，316L維修平臺(tái)1個(gè)，316L護(hù)欄角鐵24個(gè)，不銹鋼護(hù)圈1個(gè)，滾塑罩6個(gè)。避雷針1個(gè)。

廠家C高分子燈樁元件最長(zhǎng)不超過(guò)1M，每單件重量不超過(guò)15KG。304Q235管柱底盤(pán)法蘭3個(gè)，304管柱連接法蘭18個(gè)，304管柱加強(qiáng)筋連接法蘭36個(gè)， 4*40管柱加強(qiáng)角鋼（304）54個(gè)，連接管柱19個(gè)，固定支架122個(gè)，管柱連接桿及加強(qiáng)桿61根，支撐豎板9個(gè)，護(hù)欄板連接條及定位塊24個(gè)。燈樁柱1個(gè)，護(hù)欄板8塊，頂部平臺(tái)1塊。連接螺栓892個(gè)。

由此可見(jiàn)，就元件重量來(lái)說(shuō)，浙江產(chǎn)品最輕，天津產(chǎn)品次之，山東最重。就元件數(shù)量來(lái)說(shuō)，正好相反，即浙江產(chǎn)品最多，天津產(chǎn)品次之，山東最少。一般來(lái)說(shuō)，元件重量越重，運(yùn)輸越不方便。元件越多、越重，安裝起來(lái)越費(fèi)時(shí)越復(fù)雜。

因此根據(jù)上述情況，定性評(píng)價(jià)三種高分子燈樁的運(yùn)輸便利性及安裝難易如表4、表5所示。

1.3外觀

隨著社會(huì)發(fā)展，目前航標(biāo)燈樁不僅要滿足航海保障的基本要求，在此基礎(chǔ)上也越來(lái)越講究燈樁的外形美觀了。因此，本文定性評(píng)價(jià)外觀這一方面，著重從航標(biāo)效能影響（主要是顏色鮮明此方面）和美觀兩點(diǎn)著手。

廠家A高分子燈樁采用顏色一體成型工藝，顏色固化到制品內(nèi)部，避免了油漆脫落現(xiàn)象，具有高抗降解性，顏色持久。樁身為圓柱形，上平臺(tái)較大，有點(diǎn)上大下小的觀感。爬梯外置。

廠家B高分子燈樁也是采用新型進(jìn)口原色材料滾塑一次成型，抗UV等級(jí)高，不褪色。樁身外形為圓柱形，從下部樁身過(guò)渡到上部平臺(tái)較緩和。爬梯內(nèi)置。

廠家C高分子燈樁原色亦是原料本色，不存在褪色脫落掉漆。結(jié)構(gòu)外形為三管支柱，形式新穎。爬梯在燈樁內(nèi)部。

根據(jù)上述情況，定性評(píng)價(jià)航標(biāo)效能和外形美觀程度如表6、表7所示。

1.4成本造價(jià)

相對(duì)于一般的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)燈樁，高分子燈樁的成本造價(jià)相對(duì)較低些。高分子燈樁的成本造價(jià)包括兩部分，一部分為燈樁采購(gòu)價(jià)，一部分為建設(shè)安裝費(fèi)用。就建設(shè)安裝費(fèi)用來(lái)說(shuō)，高分子燈樁需要施工鋼筋混凝土基礎(chǔ)，并將與燈樁樁身底部連接的預(yù)埋件預(yù)埋進(jìn)基礎(chǔ)中。其次，制作腳手架安裝好上部樁身。根據(jù)實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，三種高分子燈樁建設(shè)安裝費(fèi)用相近，根據(jù)工作復(fù)雜程度約在22-35萬(wàn)之間。就燈樁采購(gòu)價(jià)來(lái)說(shuō)，目前三種高分子燈樁采購(gòu)價(jià)亦相近，均在13-20萬(wàn)之間。

1.5后期維護(hù)

對(duì)于航標(biāo)燈樁而言，后期維護(hù)也很重要。它關(guān)系到在較長(zhǎng)一段時(shí)間燈樁能發(fā)揮其應(yīng)有的航標(biāo)效能。后期維護(hù)內(nèi)容主要包括確保樁身顏色鮮明、燈器正常發(fā)光。對(duì)于樁身顏色問(wèn)題，主要涉及到高分子材料的抗腐蝕性及耐久性。對(duì)于燈器正常發(fā)光，航標(biāo)管理者需定期巡檢，確保太陽(yáng)能板充放電正常，由此主要涉及到巡檢的安全性。因此，為了評(píng)價(jià)三種高分子燈樁后期維護(hù)的便利性，本文主要對(duì)比使用年限及定性評(píng)價(jià)巡檢安全便利性?xún)蓚€(gè)方面。

對(duì)于三種高分子材料的特性，前已于外觀評(píng)價(jià)時(shí)述及，均在抗腐蝕及耐久性方面較好?，F(xiàn)僅根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)將使用年限對(duì)比如表8。

對(duì)于定性評(píng)價(jià)巡檢的安全便利性，本文主要根據(jù)爬梯的設(shè)置情況來(lái)做粗略定性對(duì)比。

廠家A高分子燈樁，爬梯置于樁身外，設(shè)護(hù)圈。

廠家B高分子燈樁，爬梯內(nèi)置于樁體內(nèi)，但由于樁體全密封，上平臺(tái)過(guò)程中感受不良。

廠家C高分子燈樁，爬梯設(shè)置在三根支管樁之間，與廠家B高分子燈樁相較而言，同是內(nèi)置但因非封閉，但上平臺(tái)過(guò)程感受略好，見(jiàn)表9。

2.應(yīng)用建議

通過(guò)上述對(duì)三種高分子燈樁在結(jié)構(gòu)、建設(shè)安裝、外觀、成本造價(jià)、后期維護(hù)等5個(gè)方面的對(duì)比情況分析，本文試圖給出三種高分子燈樁在這些方面的詳細(xì)特征及優(yōu)劣勢(shì)，以供在航標(biāo)燈樁建設(shè)過(guò)程中如何選擇高分子燈樁時(shí)做參考。本文亦總結(jié)提出幾點(diǎn)就如何選擇高分子燈樁及如何做好建設(shè)安裝工作的粗淺建議：

（1）當(dāng)燈樁建設(shè)點(diǎn)選在海中礁石時(shí)，礁石往往水位淺，考慮用小船或快艇運(yùn)輸燈樁和材料的情況較多，且礁石工作面狹小，若單個(gè)高分子材料燈樁元件重量過(guò)重需要吊裝時(shí)，則優(yōu)先宜采用廠家C高分子燈樁。若廠家A高分子燈樁單節(jié)質(zhì)量較輕時(shí)亦可選用。

（2）當(dāng)燈樁建設(shè)點(diǎn)選在較陡峭的偏僻山坡上時(shí)，建筑材料和燈樁材料無(wú)法通過(guò)車(chē)輛運(yùn)輸時(shí)，優(yōu)先宜采用廠家C高分子燈樁。

（3）當(dāng)燈樁建設(shè)點(diǎn)選在一般沿海岸上且對(duì)航標(biāo)效能及美觀度要求較高時(shí)，若陸上運(yùn)輸條件尚可，優(yōu)先考慮廠家B高分子燈樁。

（4）三種高分子燈樁的結(jié)構(gòu)均通過(guò)螺栓連接，因燈樁往往處于沿海強(qiáng)腐蝕環(huán)境下，裸露的連接螺栓及其他金屬配件應(yīng)做好防腐措施。

（5）燈樁在風(fēng)力作用下最大受剪力的位置在燈樁底部，高分子燈樁應(yīng)做好基礎(chǔ)建設(shè)，確保燈樁底部與預(yù)埋件緊固連接。在建設(shè)選點(diǎn)時(shí)，宜選擇土質(zhì)較好的位置和堅(jiān)固礁石上，不宜選在沙灘。

必須指出的是，燈樁建設(shè)需因時(shí)因地因條件制宜，限于筆者水平及對(duì)高分子燈樁的認(rèn)識(shí)有限，尚有許多考慮不周之處，懇請(qǐng)同行指正交流。

3.思考與討論

高分子燈樁因其抗腐蝕能力強(qiáng)、安裝便利、質(zhì)量相對(duì)較輕、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，近幾年來(lái)在航標(biāo)領(lǐng)域越來(lái)越受到行業(yè)用戶(hù)的認(rèn)可，但亦存在其固有的劣勢(shì)。

① 相較于鋼筋混凝土燈樁可按照設(shè)計(jì)者意圖設(shè)計(jì)出各式各樣建筑風(fēng)格和造型，高分子燈樁的造型是固定的。

② 在安裝方面，高分子燈樁是各元件通過(guò)螺栓連接組裝而成，零配件較多，特別像廠家C高分子燈樁，元件總數(shù)達(dá)356件，螺栓達(dá)幾百個(gè)，安裝較費(fèi)時(shí)。

隨著高分子材料燈樁研發(fā)的深入，如果能按照采購(gòu)者個(gè)性化需求，制造造型美觀各式各樣的燈樁樣式，并優(yōu)化簡(jiǎn)化零配件及安裝，高分子燈樁在未來(lái)一段時(shí)間必將更受歡迎。