Vrhunski materijali od aluminijskih legura: revolucionarni izbor za uvođenje u izgradnju mostova

2024-04-18 09:52:59

S brzim razvojem znanosti i tehnologije te ubrzanjem urbanizacije, mostovi, kao važan dio gradskog prijevoza, neprestano su inovirani u svom dizajnu i načinima gradnje. Tradicionalni čelični mostovi naširoko se koriste zbog svoje velike čvrstoće i relativno niske cijene. Međutim, s vremenom se postupno pojavljuju problemi poput korozije i visokih troškova održavanja. U tom kontekstu, vrhunski materijali od aluminijskih legura postali su revolucionarni izbor u području izgradnje mostova sa svojim jedinstvenim prednostima izvedbe.

Prednosti materijala od aluminijskih legura

Prednosti laganog dizajna

Gustoća aluminijske legure je oko 2,7 g/cm³, što je samo oko 1/3 čelika. Što ovo svojstvo male težine znači za dizajn i konstrukciju mosta? Prije svega, lagane konstrukcije mostova mogu smanjiti zahtjeve za temelje, omogućujući izgradnju velikih mostova u područjima s lošim geološkim uvjetima. Drugo, lagane strukture također mogu smanjiti troškove transporta i ugradnje, što je posebno važno u udaljenim područjima ili mjestima s ograničenim pristupom. Osim toga, lagane strukture 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 stvoriti gusti oksidni film u prirodnom okruženju. Ovaj oksidni film može učinkovito blokirati prodor vlage i kisika, čime štiti materijal od korozije. Ovo je posebno važno u izgradnji mostova, budući da su mostovi često izloženi vremenskim nepogodama i moraju izdržati vremenske uvjete. U usporedbi s tradicionalnim čeličnim mostovima, mostovi od aluminijskih legura ne zahtijevaju česte antikorozivne tretmane, što uvelike smanjuje dugoročne troškove održavanja i radno opterećenje.

Savršena kombinacija plastičnosti i obradivosti

Materijali od aluminijskih legura lako se ekstrudiraju i oblikuju, a mogu se proizvesti profili različitih složenih presjeka, što daje više mogućnosti za projektiranje mostova. Dizajneri mogu dizajnirati lijepe i praktične strukture mostova prema potrebi kako bi zadovoljili dvostruke zahtjeve modernih gradova za krajobrazom i funkcionalnošću. Osim toga, tehnologija zavarivanja i spajanja aluminijske legure također se neprestano poboljšava, čineći konstrukciju mostova od aluminijske legure praktičnijom i bržom.

Mehanička svojstva i tehnologija spajanja aluminijskih legura

Sveobuhvatno razmatranje mehaničkih svojstava Iako aluminijske legure imaju niži modul elastičnosti, njihova je specifična čvrstoća (omjer čvrstoće i gustoće) usporediva ili čak bolja od čelika visoke čvrstoće. To znači da strukture od aluminijske legure mogu biti lakše dok nose isti teret. Istodobno, karakteristike elastične deformacije aluminijskih legura moraju se uzeti u obzir tijekom projektiranja, a krutost i čvrstoća konstrukcije trebaju biti razumno projektirane kako bi se osigurala sigurnost i stabilnost konstrukcije.

Inovacije i razvoj tehnologija povezivanja

Aluminijske legure mogu se spajati na različite načine, uključujući vijčane spojeve, spojeve zakovicama i zavarene spojeve. Kako bi se smanjila galvanska korozija, aluminijske zakovice ili vijci obično se koriste u konstrukcijama od aluminijskih legura. U isto vrijeme, s razvojem tehnologije zavarivanja, performanse zavarivanja aluminijskih legura također su značajno poboljšane. MIG zavarivanje (zavarivanje inertnim plinom taljenjem) i TIG zavarivanje (zavarivanje inertnim plinom od volframa) dvije su najčešće korištene metode zavarivanja aluminijskih legura koje mogu osigurati visokokvalitetne zavarene spojeve koji zadovoljavaju visoke standarde izgradnje mostova.

Stabilna izvedba mostova od aluminijske legure

Projektne točke za stabilne performanse

Komponente od aluminijske legure mogu patiti od bočnog savijanja i torzijske nestabilnosti kada su podvrgnute savijanju, što zahtijeva posebnu pozornost tijekom projektiranja. Kako bi se poboljšala stabilnost konstrukcije, projektanti mogu poduzeti razne mjere, kao što je dodavanje vodoravnih nosača, promjena oblika poprečnog presjeka, korištenje ukrućenja itd. Ove mjere mogu učinkovito poboljšati lokalnu i ukupnu stabilnost mostova od aluminijskih legura te osigurati sigurnost konstrukcije pod različitim opterećenjima.

Primjeri mostova od aluminijske legure

Pješački most na srednjoj rijeci Hangzhou Qingchun Road

Ovaj most koristi kutijasti nosač rešetkaste konstrukcije od legure aluminija, a glavni materijal mosta je legura aluminija 6082-T6. Most dug 36,8 metara težak je samo 11 tona, što pokazuje prednosti laganog dizajna mostova od aluminijske legure. Dizajn mosta ne samo da uzima u obzir funkcionalnost, već također u potpunosti uzima u obzir sklad s okolnim okolišem, postajući prekrasan krajolik u gradu.

Pješački most Xujiahui u Šangaju

Pješački most Shanghai Xujiahui koji je dizajniralo Sveučilište Tongji izrađen je od aluminijske legure 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 puštanje u uporabu ovog mosta odražava praktičnost i učinkovitost mostova od aluminijskih legura u modernim gradovima.

Pješački most Beishi Xidan

Superstrukturu od aluminijske legure pješačkog mosta Xidan u gradu Bei konstruirala je tvrtka financirana iz inozemstva, a glavni profil od aluminijske legure je 6082-T6. Ukupna duljina glavnog raspona iznosi 38,1 m, svijetla širina kolnika mosta 8 m, a ukupna duljina 84 m. Most je dizajniran imajući na umu udobnost i sigurnost pješaka. Istodobno, korištenje materijala od aluminijskih legura također daje mostu duži vijek trajanja i niže troškove održavanja.

Zaključak

Primjena visokokvalitetnih materijala od aluminijskih legura u konstrukciji mostova ne samo da poboljšava strukturne performanse i trajnost mostova, već također donosi više mogućnosti za projektiranje mostova. S napretkom znanosti o materijalima i razvojem građevinske tehnologije, očekuje se da će mostovi od aluminijskih legura igrati sve važniju ulogu u budućoj mostogradnji i postati važna poveznica koja povezuje moderne gradove.