Οι γέφυρες αποτελούν μια σημαντική εφεύρεση στην ανθρώπινη ιστορία. Από την αρχαιότητα, όταν οι άνθρωποι χρησιμοποιούσαν κομμένα δέντρα και στοιβαγμένες πέτρες για να διασχίσουν υδάτινες οδούς και φαράγγια, μέχρι τη χρήση τοξωτών γεφυρών, ακόμη και καλωδιωτών γεφυρών, η εξέλιξη ήταν αξιοσημείωτη. Τα πρόσφατα εγκαίνια της γέφυρας Χονγκ Κονγκ-Ζουχάι-Μακάο σηματοδοτούν ένα κρίσιμο ορόσημο στην ιστορία των γεφυρών. Στη σύγχρονη κατασκευή γεφυρών, εκτός από τη χρήση κατασκευών από οπλισμένο σκυρόδεμα, τα μεταλλικά υλικά, ιδιαίτερα τα κράματα αλουμινίου, έχουν γίνει η κύρια επιλογή λόγω των διαφόρων πλεονεκτημάτων τους.
Το 1933, η πρώτη γέφυρα από κράμα αλουμινίου στον κόσμο χρησιμοποιήθηκε σε μια γέφυρα που εκτεινόταν πάνω από ένα ποτάμι στο Πίτσμπουργκ των Ηνωμένων Πολιτειών. Πάνω από δέκα χρόνια αργότερα, το 1949, ο Καναδάς ολοκλήρωσε μια αψιδωτή γέφυρα από αλουμίνιο που εκτεινόταν πάνω από τον ποταμό Saguenay στο Κεμπέκ, με ένα άνοιγμα που έφτανε τα 88,4 μέτρα. Αυτή η γέφυρα ήταν η πρώτη κατασκευή από κράμα αλουμινίου στον κόσμο. Η γέφυρα είχε προβλήτες ύψους περίπου 15 μέτρων και δύο λωρίδες κυκλοφορίας οχημάτων. Χρησιμοποίησε κράμα αλουμινίου 2014-T6 και είχε συνολικό βάρος 163 τόνων. Σε σύγκριση με την αρχικά σχεδιασμένη χαλύβδινη γέφυρα, μείωσε το βάρος κατά περίπου 56%.
Έκτοτε, η τάση των δομικών γεφυρών από κράμα αλουμινίου είναι ασταμάτητη. Μεταξύ 1949 και 1985, το Ηνωμένο Βασίλειο κατασκεύασε περίπου 35 δομικές γέφυρες από κράμα αλουμινίου, ενώ η Γερμανία κατασκεύασε περίπου 20 τέτοιες γέφυρες μεταξύ 1950 και 1970. Η κατασκευή πολυάριθμων γεφυρών παρείχε πολύτιμη εμπειρία στους μελλοντικούς κατασκευαστές γεφυρών από κράμα αλουμινίου.
Σε σύγκριση με τον χάλυβα, τα υλικά από κράματα αλουμινίου έχουν χαμηλότερη πυκνότητα, γεγονός που τα καθιστά πολύ ελαφρύτερα, με μόνο το 34% του βάρους του χάλυβα για τον ίδιο όγκο. Ωστόσο, έχουν χαρακτηριστικά αντοχής παρόμοια με τον χάλυβα. Επιπλέον, τα κράματα αλουμινίου παρουσιάζουν εξαιρετική ελαστικότητα και αντοχή στη διάβρωση, ενώ παράλληλα έχουν χαμηλότερο κόστος συντήρησης της δομής. Ως αποτέλεσμα, έχουν βρει εκτεταμένη εφαρμογή στη σύγχρονη κατασκευή γεφυρών.
Η Κίνα έχει σημειώσει σημαντική πρόοδο και στην κατασκευή γεφυρών. Η γέφυρα Zhaozhou, που στέκεται εδώ και πάνω από 1500 χρόνια, είναι ένα από τα κορυφαία επιτεύγματα της αρχαίας κινεζικής γεφυροποιίας. Στη σύγχρονη εποχή, με τη βοήθεια της πρώην Σοβιετικής Ένωσης, η Κίνα κατασκεύασε επίσης αρκετές χαλύβδινες γέφυρες, συμπεριλαμβανομένων των γεφυρών του ποταμού Yangtze στη Nanjing και την Wuhan, καθώς και της γέφυρας του ποταμού Pearl στην Guangzhou. Ωστόσο, η εφαρμογή γεφυρών από κράμα αλουμινίου στην Κίνα φαίνεται να είναι περιορισμένη. Η πρώτη δομική γέφυρα από κράμα αλουμινίου στην Κίνα ήταν η πεζογέφυρα στην οδό Qingchun στην Hangzhou, που κατασκευάστηκε το 2007. Αυτή η γέφυρα σχεδιάστηκε και εγκαταστάθηκε από Γερμανούς μηχανικούς γεφυρών και όλα τα υλικά εισήχθησαν από τη Γερμανία. Την ίδια χρονιά, η πεζογέφυρα στο Xujiahui της Σαγκάης αναπτύχθηκε και κατασκευάστηκε εξ ολοκλήρου στην εγχώρια αγορά χρησιμοποιώντας κατασκευές από κράμα αλουμινίου. Χρησιμοποίησε κυρίως κράμα αλουμινίου 6061-T6 και, παρά το ίδιο βάρος των 15 τόνων, μπορούσε να υποστηρίξει φορτίο 50 τόνων.
Στο μέλλον, οι γέφυρες από κράμα αλουμινίου έχουν τεράστιες προοπτικές ανάπτυξης στην Κίνα για διάφορους λόγους:
1 Η κατασκευή σιδηροδρομικών γραμμών υψηλής ταχύτητας στην Κίνα γνωρίζει άνθηση, ειδικά στα σύνθετα εδάφη των δυτικών περιοχών με πολλές κοιλάδες και ποτάμια. Οι γέφυρες από κράμα αλουμινίου, λόγω της ευκολίας μεταφοράς και των ελαφρών ιδιοτήτων τους, αναμένεται να αποτελέσουν σημαντική αγορά.
2 Τα χαλύβδινα υλικά είναι επιρρεπή στη σκουριά και έχουν χαμηλή απόδοση σε χαμηλές θερμοκρασίες. Η διάβρωση του χάλυβα επηρεάζει σημαντικά τη σταθερότητα της γέφυρας, με αποτέλεσμα υψηλότερο κόστος συντήρησης και κινδύνους για την ασφάλεια. Αντίθετα, τα υλικά από κράματα αλουμινίου έχουν ισχυρή αντοχή στη διάβρωση και αποδίδουν καλά σε χαμηλές θερμοκρασίες, καθιστώντας τα κατάλληλα για διάφορες κλιματικές συνθήκες και εξασφαλίζοντας μακροπρόθεσμη ανθεκτικότητα. Ενώ οι γέφυρες από κράμα αλουμινίου μπορεί να έχουν υψηλότερο αρχικό κόστος κατασκευής, τα χαμηλά έξοδα συντήρησης μπορούν να βοηθήσουν στη μείωση του χάσματος κόστους με την πάροδο του χρόνου.
3 Η έρευνα για τα πάνελ γεφυρών αλουμινίου, τόσο εγχώρια όσο και διεθνώς, είναι καλά ανεπτυγμένη και αυτά τα υλικά χρησιμοποιούνται ευρέως. Οι πρόοδοι στην έρευνα υλικών παρέχουν τεχνική διασφάλιση για την ανάπτυξη νέων κραμάτων που πληρούν διαφορετικές απαιτήσεις απόδοσης. Οι Κινέζοι κατασκευαστές αλουμινίου, συμπεριλαμβανομένων βιομηχανικών κολοσσών όπως η Liaoning Zhongwang, έχουν σταδιακά στρέψει την προσοχή τους στα βιομηχανικά προφίλ αλουμινίου, θέτοντας τα θεμέλια για την κατασκευή γεφυρών από κράμα αλουμινίου.
4 Η ταχεία κατασκευή αστικών μετρό στις μεγάλες κινεζικές πόλεις επιβάλλει αυστηρές απαιτήσεις για κατασκευές από το έδαφος. Λόγω των σημαντικών πλεονεκτημάτων βάρους τους, είναι προβλέψιμο ότι στο μέλλον θα σχεδιαστούν και θα χρησιμοποιηθούν περισσότερες γέφυρες πεζών και αυτοκινητοδρόμων από κράμα αλουμινίου.
Επιμέλεια: May Jiang από το MAT Aluminum
Ώρα δημοσίευσης: 15 Μαΐου 2024
