Οι γέφυρες είναι μια σημαντική εφεύρεση στην ανθρώπινη ιστορία. Από τις αρχαίες στιγμές που οι άνθρωποι χρησιμοποίησαν δέντρα που έχουν κοπεί και στοιβάζονται πέτρες για να διασχίσουν τις πλωτές οδούς και τις χαράδρες, στη χρήση γέφυρων αψίδων και ακόμη και γεφυρών με καλωδιακή κατοχή, η εξέλιξη ήταν αξιοσημείωτη. Το πρόσφατο άνοιγμα της γέφυρας του Χονγκ Κονγκ-Ζουχάι-Μακάο σηματοδοτεί ένα κρίσιμο ορόσημο στην ιστορία των γεφυρών. Στη σύγχρονη κατασκευή γέφυρας, εκτός από τη χρήση δομών από οπλισμένο σκυρόδεμα, τα μεταλλικά υλικά, ιδιαίτερα τα κράματα αλουμινίου, έχουν γίνει η κύρια επιλογή λόγω των διαφόρων πλεονεκτημάτων τους.
Το 1933, το πρώτο κατάστρωμα γέφυρας αλουμινίου στον κόσμο χρησιμοποιήθηκε σε μια γέφυρα που εκτείνεται σε ποτάμι στο Πίτσμπουργκ στις Ηνωμένες Πολιτείες. Πάνω από δέκα χρόνια αργότερα, το 1949, ο Καναδάς ολοκλήρωσε μια γέφυρα Arch Arch-Allumin που εκτείνεται στον ποταμό Saguenay στο Κεμπέκ, με ένα μόνο εύρος να φτάνει τα 88,4 μέτρα. Αυτή η γέφυρα ήταν η πρώτη δομή κράματος αλουμινίου στον κόσμο. Η γέφυρα είχε προβλήτες ύψους περίπου 15 μέτρων και δύο λωρίδες για κυκλοφορία οχημάτων. Χρησιμοποίησε κράμα αλουμινίου 2014-T6 και είχε συνολικό βάρος 163 τόνων. Σε σύγκριση με την αρχικά προγραμματισμένη γέφυρα χάλυβα, μείωσε το βάρος κατά περίπου 56%.
Από τότε, η τάση των δομικών γεφυρών κράματος αλουμινίου ήταν ασταμάτητη. Μεταξύ του 1949 και του 1985, το Ηνωμένο Βασίλειο δημιούργησε περίπου 35 δομικές γέφυρες κράματος αλουμινίου, ενώ η Γερμανία χτίστηκε περίπου 20 τέτοιες γέφυρες μεταξύ 1950 και 1970.
Σε σύγκριση με το χάλυβα, τα υλικά κράματος αλουμινίου έχουν χαμηλότερη πυκνότητα, καθιστώντας τα 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 έχουν χαμηλότερο κόστος διαρθρωτικής συντήρησης. Ως αποτέλεσμα, έχουν βρει εκτεταμένη εφαρμογή στη σύγχρονη κατασκευή γέφυρας.
Η Κίνα έχει κάνει σημαντικά βήματα στην κατασκευή της γέφυρας. Η γέφυρα Zhaozhou, που στέκεται για πάνω από 1500 χρόνια, είναι ένα από τα επιτεύγματα της αρχαίας κινεζικής μηχανικής γέφυρας. Στη σύγχρονη εποχή, με τη βοήθεια της πρώην Σοβιετικής Ένωσης, η Κίνα δημιούργησε επίσης αρκετές χάλυβα γέφυρες, συμπεριλαμβανομένων των γέφυρες του ποταμού Yangtze στο Nanjing και Wuhan, καθώς και στη γέφυρα του ποταμού Pearl στο Guangzhou. Ωστόσο, η εφαρμογή των γεφυρών αλουμινίου στην Κίνα φαίνεται να είναι περιορισμένη. Η πρώτη δομική γέφυρα κράματος αλουμινίου στην Κίνα ήταν η γέφυρα πεζών στην οδό Qingchun στο Hangzhou, που χτίστηκε το 2007. Την ίδια χρονιά, η γέφυρα πεζών στο Xujiahui, Σαγκάη, αναπτύχθηκε και κατασκευάστηκε στην εγχώρια αγορά δομών αλουμινίου. Χρησιμοποιήθηκε κυρίως κράμα αλουμινίου 6061-T6 και, παρά το αυτο-βάρος των 15 τόνων, θα μπορούσε να υποστηρίξει ένα φορτίο 50 τόνων.
Στο μέλλον, οι γέφυρες κράματος αλουμινίου έχουν τεράστιες προοπτικές ανάπτυξης στην Κίνα για διάφορους λόγους:
1 Η κατασκευή σιδηροδρομικών γραμμών υψηλής ταχύτητας της Κίνας είναι ακμάζουσα, ειδικά στα σύνθετα εδάφη των δυτικών περιοχών με πολυάριθμες κοιλάδες και ποτάμια. Οι γέφυρες κράματος αλουμινίου, λόγω της ευκολίας μεταφοράς και των ελαφρών ιδιοτήτων τους, αναμένεται να έχουν σημαντική δυνητική αγορά.
2 υλικά χάλυβα είναι επιρρεπή σε σκουριά και έχουν κακή απόδοση σε χαμηλές θερμοκρασίες. Η διάβρωση του χάλυβα επηρεάζει σημαντικά τη σταθερότητα της γέφυρας, με αποτέλεσμα το υψηλότερο κόστος συντήρησης και τους κινδύνους ασφαλείας. Αντίθετα, τα υλικά κράματος 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 κράματος αλουμινίου ενδέχεται 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 γέφυρας αλουμινίου, τόσο σε εγχώριο όσο και σε διεθνές επίπεδο, είναι καλά αναπτυγμένη, και αυτά τα υλικά χρησιμοποιούνται ευρέως. Οι πρόοδοι στην υλική έρευνα παρέχουν τεχνική διασφάλιση για την ανάπτυξη νέων κραμάτων που πληρούν διαφορετικές απαιτήσεις απόδοσης. Οι κινεζικοί κατασκευαστές αλουμινίου, συμπεριλαμβανομένων των γίγαντες της βιομηχανίας όπως το Liaoning Zhongwang, έχουν μετατοπίσει σταδιακά την εστίασή τους στα βιομηχανικά προφίλ αλουμινίου, τοποθετώντας τα θεμέλια για την κατασκευή γέφυρας αλουμινίου.
4 Η ταχεία κατασκευή αστικών μετρό σε μεγάλες κινεζικές πόλεις επιβάλλει αυστηρές απαιτήσεις για δομές από πάνω εδάφη. Λόγω των σημαντικών πλεονεκτημάτων βάρους τους, είναι προβλέψιμο ότι οι γέφυρες πεζών και αυτοκινητοδρόμων για το κράμα αλουμινίου θα σχεδιαστούν και θα χρησιμοποιηθούν στο μέλλον.
Επεξεργασμένο από τον Μάιο Jiang από το Mat Aluminium
Χρόνος δημοσίευσης: Μάιος-15-2024
