Broar är en viktig uppfinning i mänsklighetens historia. Från forntida tider när människor använde fällda träd och staplade stenar för att korsa vattendrag och raviner, till valvbroar och till och med kabelstagsbroar, har utvecklingen varit anmärkningsvärd. Invigningen av Hong Kong-Zhuhai-Macao-bron nyligen markerar en avgörande milstolpe i broarnas historia. I modern brokonstruktion, förutom att använda armerade betongkonstruktioner, har metallmaterial, särskilt aluminiumlegeringar, blivit det vanliga valet på grund av deras olika fördelar.
1933 användes världens första brodäck av aluminiumlegering på en bro som spänner över en flod i Pittsburgh i USA. Mer än tio år senare, 1949, färdigställde Kanada en bågbro helt i aluminium som sträcker sig över Saguenay-floden i Quebec, med en enda spännvidd på 88,4 meter. Denna bro var världens första struktur i en aluminiumlegering. Bron hade cirka 15 meter höga pirer och två körfält för fordonstrafik. Den använde 2014-T6 aluminiumlegering och hade en totalvikt på 163 ton. Jämfört med den ursprungligen planerade stålbron minskade den vikten med cirka 56 %.
Sedan dess har trenden med strukturella broar av aluminiumlegering varit ostoppbar. Mellan 1949 och 1985 byggde Storbritannien cirka 35 konstruktionsbroar av aluminiumlegering, medan Tyskland byggde ett 20-tal sådana broar mellan 1950 och 1970. Byggandet av många broar gav värdefull erfarenhet för framtida brobyggare av aluminiumlegering.
Jämfört med stål har aluminiumlegeringsmaterial en lägre densitet, vilket gör dem mycket lättare, med endast 34 % av stålets vikt för samma volym. Ändå har de hållfasthetsegenskaper som liknar stål. Dessutom uppvisar aluminiumlegeringar utmärkt elasticitet och korrosionsbeständighet samtidigt som de har lägre strukturella underhållskostnader. Som ett resultat har de funnit omfattande tillämpningar inom modern brokonstruktion.
Kina har också gjort betydande framsteg i brobyggandet. Zhaozhou-bron, som har stått i över 1500 år, är en av höjdpunkterna inom forntida kinesisk broteknik. I den moderna eran, med hjälp av det forna Sovjetunionen, byggde Kina också flera stålbroar, inklusive Yangtzeflodens broar i Nanjing och Wuhan, samt Pearl River Bridge i Guangzhou. Användningen av broar av aluminiumlegering i Kina verkar dock vara begränsad. Den första strukturella bron i aluminiumlegering i Kina var gångbron på Qingchun Road i Hangzhou, byggd 2007. Denna bro designades och installerades av tyska broingenjörer, och allt material importerades från Tyskland. Samma år utvecklades och tillverkades gångbron i Xujiahui, Shanghai, helt och hållet på hemmaplan med hjälp av strukturer av aluminiumlegering. Den använde i första hand 6061-T6 aluminiumlegering och kunde trots sin egenvikt på 15 ton klara en last på 50 ton.
I framtiden har broar av aluminiumlegering stora utvecklingsmöjligheter i Kina av flera skäl:
1 Kinas byggande av höghastighetståg blomstrar, särskilt i de komplexa terrängerna i västra regioner med många dalar och floder. Broar av aluminiumlegering förväntas, på grund av sin lätta transport och lätta egenskaper, ha en betydande potentiell marknad.
2 Stålmaterial är benägna att rosta och har dålig prestanda i låga temperaturer. Korrosion av stål påverkar brostabiliteten avsevärt, vilket resulterar i högre underhållskostnader och säkerhetsrisker. Däremot har aluminiumlegeringsmaterial stark korrosionsbeständighet och fungerar bra i låga temperaturer, vilket gör dem lämpliga för olika klimatförhållanden och säkerställer långvarig hållbarhet. Även om broar av aluminiumlegering kan ha högre initiala konstruktionskostnader, kan deras låga underhållskostnader bidra till att minska kostnadsgapet över tid.
3 Forskningen om bropaneler i aluminium, både nationellt och internationellt, är väl utvecklad och dessa material används flitigt. Framsteg inom materialforskning ger teknisk säkerhet för att utveckla nya legeringar som uppfyller olika prestandakrav. Kinesiska aluminiumtillverkare, inklusive industrijättar som Liaoning Zhongwang, har gradvis flyttat fokus till industriella aluminiumprofiler, vilket lägger grunden för brokonstruktion av aluminiumlegering.
4 Snabbt byggande av tunnelbana i större kinesiska städer ställer höga krav på strukturer från ovan jord. På grund av deras betydande viktfördelar är det förutsebart att fler gång- och motorvägsbroar av aluminiumlegering kommer att designas och användas i framtiden.
Redigerad av May Jiang från MAT Aluminium
Posttid: 15 maj 2024
