0102030405
Materiales de aleación de aluminio de alta gama: una opción revolucionaria para la introducción en la construcción de puentes
2024-04-18 09:52:59
Con el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología y la aceleración de la urbanización, los puentes, como parte importante del transporte urbano, están innovando constantemente en sus métodos de diseño y construcción. Los puentes de acero tradicionales se utilizan ampliamente debido a su alta resistencia y su costo relativamente bajo. Sin embargo, con el tiempo van apareciendo problemas como la corrosión y los elevados costes de mantenimiento. En este contexto, los materiales de aleación de aluminio de alta gama se han convertido en una opción revolucionaria en el campo de la construcción de puentes con sus ventajas de rendimiento únicas.
Ventajas de los materiales de aleación de aluminio.
Ventajas del diseño liviano
La densidad de la aleación de aluminio es de aproximadamente 2,7 g/cm³, que es sólo aproximadamente 1/3 de la del acero. ¿Qué significa esta propiedad de ligereza para el diseño y la construcción de puentes? En primer lugar, las estructuras de puentes livianas pueden reducir los requisitos de cimentación, permitiendo la construcción de puentes grandes en áreas con malas condiciones geológicas. En segundo lugar, las estructuras livianas también pueden reducir los costos de transporte e instalación, lo cual es especialmente importante en áreas remotas o lugares con acceso limitado. Además, las estructuras livianas también pueden ayudar a mejorar el desempeño sísmico durante los terremotos porque un peso más liviano reduce las fuerzas de inercia bajo la acción de un terremoto.
La importancia de la resistencia a la corrosión
Los materiales de aleación de aluminio pueden formar una densa película de óxido en el entorno natural. Esta película de óxido puede bloquear eficazmente la entrada de humedad y oxígeno, protegiendo así el material de la corrosión. Esto es especialmente importante en la construcción de puentes, ya que los puentes a menudo están expuestos a los elementos y necesitan resistirlos. En comparación con los puentes de acero tradicionales, los puentes de aleación de aluminio no requieren un tratamiento anticorrosión frecuente, lo que reduce en gran medida los costos de mantenimiento y la carga de trabajo a largo plazo.
La combinación perfecta de plasticidad y procesabilidad.
Los materiales de aleación de aluminio son fáciles de extruir y formar, y se pueden fabricar perfiles con varias secciones transversales complejas, lo que brinda más posibilidades para el diseño de puentes. Los diseñadores pueden diseñar estructuras de puentes hermosas y prácticas según sea necesario para cumplir con los requisitos duales de las ciudades modernas en cuanto a paisaje y funcionalidad. Además, la tecnología de soldadura y conexión de aleaciones de aluminio también mejora constantemente, lo que hace que la construcción de puentes de aleación de aluminio sea más conveniente y rápida.
Propiedades mecánicas y tecnología de conexión de aleaciones de aluminio.
Consideración integral de las propiedades mecánicas Aunque las aleaciones de aluminio tienen un módulo elástico más bajo, su resistencia específica (la relación entre resistencia y densidad) es comparable o incluso mejor que el acero de alta resistencia. Esto significa que las estructuras de aleación de aluminio pueden ser más ligeras y soportar la misma carga. Al mismo tiempo, las características de deformación elástica de las aleaciones de aluminio deben tenerse en cuenta durante el diseño, y la rigidez y resistencia de la estructura deben diseñarse razonablemente para garantizar la seguridad y estabilidad de la estructura.
Innovación y Desarrollo de Tecnologías de Conectividad
Las aleaciones de aluminio se pueden conectar de varias maneras, incluidas conexiones atornilladas, conexiones remachadas y conexiones soldadas. Para reducir la corrosión galvánica, se suelen utilizar remaches o pernos de aluminio en estructuras de aleación de aluminio. Al mismo tiempo, con el desarrollo de la tecnología de soldadura, el rendimiento de soldadura de las aleaciones de aluminio también ha mejorado significativamente. La soldadura MIG (soldadura con gas inerte por fusión) y la soldadura TIG (soldadura con gas inerte de tungsteno) son dos métodos de soldadura de aleaciones de aluminio comúnmente utilizados que pueden proporcionar uniones soldadas de alta calidad que cumplen con los altos estándares de la construcción de puentes.
Rendimiento estable de puentes de aleación de aluminio.
Puntos de diseño para un rendimiento estable
Los componentes de aleación de aluminio pueden sufrir flexión lateral e inestabilidad torsional cuando se someten a flexión, lo que requiere especial atención durante el diseño. Para mejorar la estabilidad de la estructura, los diseñadores pueden tomar una variedad de medidas, como agregar soportes horizontales, cambiar la forma de la sección transversal, usar refuerzos, etc. Estas medidas pueden mejorar efectivamente la estabilidad local y general de los puentes de aleación de aluminio. y garantizar la seguridad de la estructura bajo diversas cargas.
Ejemplos de puentes de aleación de aluminio.
Puente peatonal del río Medio de Hangzhou Qingchun Road
Este puente utiliza una viga tipo cajón con estructura de armadura de aleación de aluminio y el material principal del puente es una aleación de aluminio 6082-T6. El puente de 36,8 metros de largo pesa sólo 11 toneladas, lo que demuestra las ventajas del diseño liviano de los puentes de aleación de aluminio. El diseño del puente no sólo considera la funcionalidad, sino que también considera plenamente la armonía con el entorno que lo rodea, convirtiéndose en un hermoso paisaje en la ciudad.
Puente peatonal Xujiahui de Shanghái
El puente peatonal Shanghai Xujiahui diseñado por la Universidad de Tongji está hecho de aleación de aluminio 6061-T6, con un tramo único de 23 metros, un ancho de 6 metros, un peso muerto de solo 150 kN y una masa de carga máxima de 50 toneladas. La rápida construcción y puesta en uso de este puente refleja la practicidad y eficiencia de los puentes de aleación de aluminio en las ciudades modernas.
Puente peatonal Beishi Xidan
La superestructura de aleación de aluminio del puente peatonal Xidan en la ciudad de Bei fue construida por una empresa con financiación extranjera y el perfil principal de aleación de aluminio es 6082-T6. La longitud total del tramo principal es de 38,1 m, el ancho libre del tablero del puente es de 8 m y la longitud total es de 84 m. El puente fue diseñado pensando en la comodidad y seguridad de los peatones. Al mismo tiempo, el uso de materiales de aleación de aluminio también proporciona al puente una vida útil más larga y menores costes de mantenimiento.
Conclusión
La aplicación de materiales de aleación de aluminio de alta gama en la construcción de puentes no solo mejora el rendimiento estructural y la durabilidad de los puentes, sino que también brinda más posibilidades al diseño de puentes. Con el avance de la ciencia de los materiales y el desarrollo de la tecnología de la construcción, se espera que los puentes de aleación de aluminio desempeñen un papel más importante en la construcción de puentes en el futuro y se conviertan en un vínculo importante que conecta las ciudades modernas.