Visokokvalitetni materijali od legure aluminijuma: revolucionarni izbor za uvod u konstrukciju mostova

2024-04-18 09:52:59

Uz brzi razvoj nauke i tehnologije i ubrzanje urbanizacije, mostovi, kao važan dio gradskog saobraćaja, neprestano inoviraju u svom dizajnu i načinu izgradnje. Tradicionalni čelični mostovi se široko koriste zbog svoje visoke čvrstoće i relativno niske cijene. Međutim, s vremenom se postepeno pojavljuju problemi poput korozije i visokih troškova održavanja. U tom kontekstu, vrhunski materijali od aluminijskih legura postali su revolucionarni izbor u području konstrukcije mostova sa svojim jedinstvenim prednostima performansi.

Prednosti materijala od aluminijskih legura

Prednosti laganog dizajna

Gustoća legure aluminijuma je oko 2,7 g/cm³, što je samo oko 1/3 čelika. Što ovo lagano svojstvo znači za projektiranje i izgradnju mostova? Prije svega, lagane mostovne konstrukcije mogu smanjiti zahtjeve za temeljima, omogućavajući izgradnju velikih mostova u područjima sa lošim geološkim uvjetima. Drugo, lagane konstrukcije također mogu smanjiti troškove transporta i instalacije, što je posebno važno u udaljenim područjima ili mjestima s ograničenim pristupom. Osim toga, lagane konstrukcije također mogu pomoći u poboljšanju seizmičkih performansi tijekom potresa jer manja težina smanjuje inercijske sile pod djelovanjem potresa.

Važnost otpornosti na koroziju

Materijali od aluminijskih legura mogu formirati gusti oksidni film u prirodnom okruženju. Ovaj oksidni film može efikasno blokirati prodor vlage i kiseonika, čime štiti materijal od korozije. Ovo je posebno važno u mostogradnji, jer su mostovi često izloženi elementima i moraju izdržati elemente. U poređenju sa tradicionalnim čeličnim mostovima, mostovi od aluminijumske legure ne zahtevaju čestu antikorozivnu obradu, značajno smanjujući dugoročne troškove održavanja i opterećenje.

Savršena kombinacija plastičnosti i obradivosti

Materijali od aluminijskih legura lako se istiskuju i oblikuju, a mogu se proizvoditi profili različitih složenih poprečnih presjeka, što pruža više mogućnosti za dizajn mostova. Dizajneri mogu dizajnirati lijepe i praktične konstrukcije mostova prema potrebi kako bi ispunili dvostruke zahtjeve modernih gradova za pejzaž i funkcionalnost. Osim toga, tehnologija zavarivanja i spajanja aluminijskih legura također se stalno poboljšava, čineći konstrukciju mostova od aluminijske legure praktičnijom i bržom.

Mehanička svojstva i tehnologija spajanja aluminijskih legura

Sveobuhvatno razmatranje mehaničkih svojstava Iako legure aluminija imaju niži modul elastičnosti, njihova specifična čvrstoća (omjer čvrstoće i gustoće) je uporediva sa, ili čak bolja od čelika visoke čvrstoće. To znači da strukture od legure aluminijuma mogu biti lakše dok nose isto opterećenje. U isto vrijeme, karakteristike elastične deformacije aluminijskih legura treba uzeti u obzir prilikom projektiranja, a krutost i čvrstoća konstrukcije treba razumno projektirati kako bi se osigurala sigurnost i stabilnost konstrukcije.

Inovacije i razvoj tehnologija povezivanja

Aluminijske legure mogu se povezati na različite načine, uključujući vijčane veze, spojeve zakovice i zavarene spojeve. Kako bi se smanjila galvanska korozija, aluminijske zakovice ili vijci se obično koriste u strukturama od aluminijskih legura. Istovremeno, razvojem tehnologije zavarivanja, značajno su poboljšane i performanse zavarivanja aluminijskih legura. MIG zavarivanje (zavarivanje inertnim gasom topljenjem) i TIG zavarivanje (zavarivanje inertnim gasom od volframa) su dve najčešće korišćene metode zavarivanja legure aluminijuma koje mogu da obezbede visokokvalitetne zavarene spojeve koji zadovoljavaju visoke standarde konstrukcije mostova.

Stabilne performanse mostova od aluminijumske legure

Dizajnerske tačke za stabilne performanse

Komponente od aluminijumske legure mogu patiti od bočnog savijanja i nestabilnosti torzije kada su podvrgnute savijanju, što zahteva posebnu pažnju prilikom projektovanja. Kako bi poboljšali stabilnost konstrukcije, projektanti mogu poduzeti različite mjere, kao što su dodavanje horizontalnih nosača, promjena oblika poprečnog presjeka, korištenje ukrućenja, itd. Ove mjere mogu efikasno poboljšati lokalnu i ukupnu stabilnost mostova od aluminijske legure. i osigurati sigurnost konstrukcije pod različitim opterećenjima.

Primjeri mostova od aluminijske legure

Hangzhou Qingchun Road Middle River Pešački most

Ovaj most koristi kutijasti nosač od aluminijske legure, a glavni materijal mosta je 6082-T6 aluminijska legura. Most dug 36,8 metara težak je samo 11 tona, što pokazuje prednosti lakog dizajna mostova od aluminijumske legure. Dizajn mosta ne uzima u obzir samo funkcionalnost, već u potpunosti uzima u obzir harmoniju sa okolnim okruženjem, postajući prekrasan krajolik u gradu.

Šangajski pešački most Xujiahui

Šangajski pješački most Xujiahui koji je dizajnirao Univerzitet Tongji napravljen je od legure aluminija 6061-T6, s jednim rasponom od 23 metra, širinom od 6 metara, vlastitom težinom od samo 150 kN i maksimalnom masom opterećenja od 50 t. Brza izgradnja i stavljanje u upotrebu ovog mosta odražava praktičnost i efikasnost mostova od aluminijskih legura u modernim gradovima.

Pešački most Beishi Xidan

Gornju konstrukciju od aluminijumske legure pješačkog mosta Xidan u gradu Bei izgradila je kompanija finansirana iz inostranstva, a glavni profil od legure aluminijuma je 6082-T6. Ukupna dužina glavnog raspona je 38,1 m, čista širina mosta 8 m, a ukupna dužina 84 m. Most je projektiran imajući na umu udobnost i sigurnost pješaka. U isto vrijeme, upotreba materijala od legure aluminija također daje mostu duži vijek trajanja i niže troškove održavanja.

Zaključak

Primjena visokokvalitetnih materijala od aluminijskih legura u mostogradnji ne samo da poboljšava strukturne performanse i trajnost mostova, već i donosi više mogućnosti za dizajn mostova. Sa napretkom nauke o materijalima i razvojem tehnologije gradnje, očekuje se da će mostovi od aluminijskih legura igrati važniju ulogu u budućoj mostogradnji i postati važna karika koja povezuje moderne gradove.