Висококачествени материали от алуминиеви сплави: революционен избор за въвеждане в строителството на мостове

2024-04-18 09:52:59

С бързото развитие на науката и технологиите и ускоряването на урбанизацията, мостовете, като важна част от градския транспорт, постоянно обновяват своя дизайн и методи на изграждане. Традиционните стоманени мостове са широко използвани поради тяхната висока якост и относително ниска цена. С течение на времето обаче постепенно се появяват проблеми като корозия и високи разходи за поддръжка. На този фон висококачествените материали от алуминиеви сплави се превърнаха в революционен избор в областта на мостовото строителство с техните уникални предимства в производителността.

Предимства на материалите от алуминиева сплав

Предимства на лекия дизайн

Плътността на алуминиевата сплав е около 2,7 g/cm³, което е само около 1/3 от стоманата. Какво означава това леко свойство за проектирането и строителството на мостове? На първо място, леките мостови конструкции могат да намалят изискванията за фундаменти, позволявайки изграждането на големи мостове в райони с лоши геоложки условия. На второ място, леките конструкции могат също така да намалят разходите за транспорт и монтаж, което е особено важно в отдалечени райони или места с ограничен достъп. В допълнение, олекотените конструкции също могат да помогнат за подобряване на сеизмичните характеристики по време на земетресения, тъй като по-малкото тегло намалява инерционните сили при земетресение.

Значението на устойчивостта на корозия

Материалите от алуминиева сплав могат да образуват плътен оксиден филм в естествената среда. Този оксиден филм може ефективно да блокира навлизането на влага и кислород, като по този начин предпазва материала от корозия. Това е особено важно при изграждането на мостове, тъй като мостовете често са изложени на елементите и трябва да издържат на елементите. В сравнение с традиционните стоманени мостове, мостовете от алуминиева сплав не изискват често антикорозионно третиране, което значително намалява разходите за дългосрочна поддръжка и работното натоварване.

Перфектната комбинация от пластичност и възможност за обработка

Материалите от алуминиеви сплави са лесни за екструдиране и формоване и могат да се произвеждат профили с различни сложни напречни сечения, което предоставя повече възможности за проектиране на мостове. Дизайнерите могат да проектират красиви и практични мостови конструкции според нуждите, за да отговорят на двойните изисквания на съвременните градове за ландшафт и функционалност. В допълнение, технологията за заваряване и свързване на алуминиева сплав също непрекъснато се подобрява, което прави изграждането на мостове от алуминиева сплав по-удобно и по-бързо.

Механични свойства и технология на свързване на алуминиеви сплави

Цялостно разглеждане на механичните свойства Въпреки че алуминиевите сплави имат по-нисък модул на еластичност, тяхната специфична якост (съотношението на якост към плътност) е сравнима или дори по-добра от стоманата с висока якост. Това означава, че конструкциите от алуминиева сплав могат да бъдат по-леки, докато носят същото натоварване. В същото време характеристиките на еластичната деформация на алуминиевите сплави трябва да бъдат взети под внимание по време на проектирането, а твърдостта и здравината на конструкцията трябва да бъдат разумно проектирани, за да се гарантира безопасността и стабилността на конструкцията.

Иновации и развитие на технологиите за свързване

Алуминиевите сплави могат да бъдат свързани по различни начини, включително болтови връзки, нитове и заварени съединения. За да се намали галваничната корозия, алуминиевите нитове или болтове обикновено се използват в конструкции от алуминиева сплав. В същото време, с развитието на заваръчната технология, заваръчните характеристики на алуминиевите сплави също са значително подобрени. MIG заваряване (заваряване с топящ се инертен газ) и TIG заваряване (заваряване с волфрамов инертен газ) са два често използвани метода за заваряване на алуминиева сплав, които могат да осигурят висококачествени заварени съединения, които отговарят на високите стандарти на мостовата конструкция.

Стабилна работа на мостове от алуминиева сплав

Проектни точки за стабилна производителност

Компонентите от алуминиева сплав могат да страдат от странично огъване и нестабилност при усукване, когато са подложени на огъване, което изисква специално внимание по време на проектирането. За да се подобри стабилността на конструкцията, дизайнерите могат да предприемат различни мерки, като добавяне на хоризонтални опори, промяна на формата на напречното сечение, използване на усилващи елементи и т.н. Тези мерки могат ефективно да подобрят локалната и цялостната стабилност на мостовете от алуминиева сплав и гарантират безопасността на конструкцията при различни натоварвания.

Примери за мостове от алуминиева сплав

Hangzhou Qingchun Road Средна река Пешеходен мост

Този мост използва алуминиева сплав ферма структура кутия греда, а основният мост материал е 6082-T6 алуминиева сплав. Мостът с дължина 36,8 метра тежи само 11 тона, демонстрирайки предимствата на олекотения дизайн на мостовете от алуминиева сплав. Дизайнът на моста не само отчита функционалността, но и изцяло отчита хармонията със заобикалящата среда, превръщайки се в красив пейзаж в града.

Пешеходен мост Xujiahui в Шанхай

Пешеходният мост Shanghai Xujiahui, проектиран от университета Tongji, е изработен от алуминиева сплав 6061-T6, с единичен обхват от 23 метра, ширина от 6 метра, собствено тегло от само 150 kN и максимална товарна маса от 50 t. Бързото изграждане и пускането в употреба на този мост отразява практичността и ефективността на мостовете от алуминиева сплав в съвременните градове.

Пешеходен мост Beishi Xidan

Надстройката от алуминиева сплав на пешеходния мост Xidan в Bei City е конструирана от финансирана от чужбина компания, а основният профил от алуминиева сплав е 6082-T6. Общата дължина на главния участък е 38,1 м, светлата ширина на мостовото платно е 8 м, а общата дължина е 84 м. Мостът е проектиран с оглед на комфорта и безопасността на пешеходците. В същото време използването на материали от алуминиеви сплави осигурява на моста по-дълъг експлоатационен живот и по-ниски разходи за поддръжка.

Заключение

Прилагането на материали от алуминиева сплав от висок клас в мостовата конструкция не само подобрява структурните характеристики и издръжливостта на мостовете, но също така носи повече възможности за проектиране на мостове. С напредването на науката за материалите и развитието на строителните технологии се очаква мостовете от алуминиеви сплави да играят по-важна роля в бъдещото изграждане на мостове и да се превърнат във важна връзка, свързваща съвременните градове.