Goi-mailako aluminiozko aleazioko materialak: zubiak eraikitzeko sarrerarako aukera iraultzailea

2024-04-18 09:52:59

Zientzia eta teknologiaren garapen azkarrarekin eta urbanizazioaren azelerazioarekin, zubiak, hiri garraioaren zati garrantzitsu gisa, etengabe berritzen ari dira beren diseinu eta eraikuntza metodoetan. Altzairuzko zubi tradizionalak oso erabiliak dira, erresistentzia handiagatik eta kostu nahiko baxuagatik. Hala ere, denborarekin, korrosioa eta mantentze-kostu handiak bezalako arazoak agertzen dira pixkanaka. Aurrekari honen aurrean, goi-mailako aluminio aleazioko materialak aukera iraultzaile bihurtu dira zubigintzaren alorrean, beren errendimendu abantaila bereziekin.

Aluminio aleazioko materialen abantailak

Diseinu arinaren abantailak

Aluminio-aleazioaren dentsitatea 2,7 g/cm³ ingurukoa da, hau da, altzairuaren 1/3 inguru. Zer esan nahi du propietate arin honek zubiak diseinatzeko eta eraikitzeko? Lehenik eta behin, zubi-egitura arinek zimenduen eskakizunak murriztu ditzakete, baldintza geologiko txarrak dituzten eremuetan zubi handiak eraikitzeko aukera emanez. Bigarrenik, egitura arinek garraio- eta instalazio-kostuak ere murriztu ditzakete, eta hori bereziki garrantzitsua da urruneko eremuetan edo sarbide mugatua duten lekuetan. Horrez gain, egitura arinek lurrikaretan errendimendu sismikoa hobetzen ere lagun dezakete, pisu arinagoak lurrikararen eraginpean inertzia-indarrak murrizten dituelako.

Korrosioarekiko erresistentziaren garrantzia

Aluminiozko aleazio materialek oxidozko film trinko bat sor dezakete ingurune naturalean. Oxidozko film honek hezetasunaren eta oxigenoaren sarrera modu eraginkorrean blokeatu dezake, eta horrela materiala korrosiotik babesten du. Hau bereziki garrantzitsua da zubien eraikuntzan, zubiak sarritan elementuen eraginpean daudelako eta elementuei eutsi behar dietelako. Altzairuzko zubi tradizionalekin alderatuta, aluminiozko aleazioko zubiek ez dute korrosioaren aurkako tratamendu maiz behar, epe luzerako mantentze-kostuak eta lan-karga asko murriztuz.

Plastikotasunaren eta prozesagarritasunaren konbinazio ezin hobea

Aluminiozko aleaziozko materialak estrusio eta konformazio errazak dira, eta hainbat sekzio konplexu dituzten profilak fabrikatu daitezke, zubiak diseinatzeko aukera gehiago eskaintzen dituena. Diseinatzaileek zubi-egitura ederrak eta praktikoak diseina ditzakete hiri modernoen paisaiari eta funtzionaltasunari buruzko baldintza bikoitzak betetzeko behar duten moduan. Gainera, aluminio-aleazioko soldadura eta konexio-teknologia ere etengabe hobetzen ari dira, aluminio-aleazioko zubien eraikuntza erosoagoa eta azkarragoa eginez.

Aluminio-aleazioen propietate mekanikoak eta konexio-teknologia

Propietate mekanikoak oso kontuan hartzea Aluminio-aleazioek modulu elastiko baxuagoa badute ere, haien erresistentzia espezifikoa (erresistentzia eta dentsitatearen arteko erlazioa) erresistentzia handiko altzairuaren parekoa da, edo are hobea. Horrek esan nahi du aluminiozko aleaziozko egiturak arinagoak izan daitezkeela karga bera daramaten bitartean. Aldi berean, aluminiozko aleazioen deformazio elastikoen ezaugarriak kontuan hartu behar dira diseinuan, eta egituraren zurruntasuna eta indarra arrazoiz diseinatu behar dira egituraren segurtasuna eta egonkortasuna bermatzeko.

Konektibitate Teknologien Berrikuntza eta Garapena

Aluminiozko aleazioak hainbat modutara konekta daitezke, torlojudun konexioak, errematxezko konexioak eta soldatutako konexioak barne. Korrosio galbanikoa murrizteko, aluminiozko aleazio egituretan aluminiozko errematxeak edo torlojuak erabili ohi dira. Aldi berean, soldadura teknologiaren garapenarekin, aluminio-aleazioen soldadura-errendimendua ere nabarmen hobetu da. MIG soldadura (gas geldoen urtzea) eta TIG soldadura (tungsteno gas geldoen soldadura) aluminiozko aleaziozko soldadura-metodo erabili ohi diren bi dira, zubi eraikuntzaren estandar altuak betetzen dituzten kalitate handiko soldadura-junturak eskain ditzaketenak.

Aluminio aleazioko zubien errendimendu egonkorra

Errendimendu egonkorrerako diseinu-puntuak

Aluminio-aleazioko osagaiek alboko tolestura eta bihurdura-ezegonkortasuna jasan dezakete tolestura jasaten dutenean, eta horrek arreta berezia eskatzen du diseinuan. Egituraren egonkortasuna hobetzeko, diseinatzaileek hainbat neurri har ditzakete, hala nola euskarri horizontalak gehitzea, zeharkako forma aldatzea, zurrungailuak erabiltzea, etab. Neurri hauek aluminiozko aleazioko zubien egonkortasun lokala eta orokorra hobe dezakete. eta hainbat kargaren azpian egituraren segurtasuna bermatzea.

Aluminio aleazioko zubi adibideak

Hangzhou Qingchun Road Erdi Ibaiaren Oinezkoen Zubia

Zubi honek aluminiozko aleaziozko truss egitura kutxa habea erabiltzen du, eta zubiaren material nagusia 6082-T6 aluminiozko aleazioa da. 36,8 metroko luzera duen zubiak 11 tona baino ez ditu pisatzen, eta aluminio aleazioko zubien diseinu arinaren abantailak erakusten ditu. Zubiaren diseinuak funtzionaltasuna kontuan hartzen ez ezik, inguruko ingurunearekiko harmonia ere guztiz kontuan hartzen du, hiriko paisaia eder bat bihurtuz.

Shanghai Xujiahui Oinezkoentzako zubia

Tongji Unibertsitateak diseinatutako Shanghai Xujiahui oinezkoentzako zubia 6061-T6 aluminiozko aleazioz egina dago, 23 metroko zabalera bakarrekoa, 6 metroko zabalera, 150 kN-ko pisu hila soilik eta 50t-ko gehienezko karga-masa duena. Zubi honen eraikuntza eta erabilera azkarrak hiri modernoetako aluminio aleazioko zubien praktikotasuna eta eraginkortasuna islatzen ditu.

Beishi Xidan oinezkoentzako zubia

Bei Hiriko Xidan Oinezkoentzako zubiaren aluminiozko aleazioko gainegitura atzerriko finantzatutako enpresa batek eraiki zuen, eta aluminiozko aleazioko profil nagusia 6082-T6 da. Luzera nagusiaren luzera osoa 38,1 m-koa da, zubi-oholaren zabalera garbia 8 m-koa eta luzera osoa 84 m-koa. Zubia oinezkoen erosotasuna eta segurtasuna kontuan hartuta diseinatu zen. Aldi berean, aluminiozko aleazioko materialen erabilerak zubiari bizitza luzeagoa eta mantentze-kostu txikiagoak ere ematen dizkio.

Ondorioa

Zubien eraikuntzan goi-mailako aluminio aleazioko materialen aplikazioak zubien egitura-errendimendua eta iraunkortasuna hobetzen ditu, baina zubien diseinurako aukera gehiago ere ekartzen ditu. Materialen zientzien aurrerapenarekin eta eraikuntza-teknologiaren garapenarekin, aluminiozko aleazioko zubiek etorkizuneko zubien eraikuntzan paper garrantzitsuagoa izatea espero da eta hiri modernoak lotzen dituen lotura garrantzitsu bihurtuko dira.