0102030405
Csúcskategóriás alumíniumötvözet anyagok: forradalmi választás a hídépítés bevezetéséhez
2024-04-18 09:52:59
A tudomány és a technika rohamos fejlődésével és az urbanizáció felgyorsulásával a hidak, mint a városi közlekedés fontos részei, tervezési és építési módszereikben folyamatosan újításokat végeznek. A hagyományos acélhidakat széles körben használják nagy szilárdságuk és viszonylag alacsony költségük miatt. Idővel azonban fokozatosan megjelennek olyan problémák, mint a korrózió és a magas karbantartási költségek. Ennek fényében a csúcskategóriás alumíniumötvözet anyagok forradalmi választássá váltak a hídépítés területén egyedülálló teljesítményelőnyökkel.
Az alumíniumötvözet anyagok előnyei
A könnyű kialakítás előnyei
Az alumíniumötvözet sűrűsége körülbelül 2,7 g/cm³, ami az acélnak csak körülbelül 1/3-a. Mit jelent ez a könnyű tulajdonság a hídtervezés és -építés szempontjából? Mindenekelőtt a könnyű hídszerkezetek csökkenthetik az alapozási követelményeket, lehetővé téve a rossz geológiai adottságokkal rendelkező területeken nagyméretű hidak építését. Másodszor, a könnyű szerkezetek csökkenthetik a szállítási és telepítési költségeket is, ami különösen fontos távoli területeken vagy korlátozott hozzáférésű helyeken. Ezen túlmenően a könnyű szerkezetek segíthetnek a földrengések során a szeizmikus teljesítmény javításában is, mivel a könnyebb súly csökkenti a földrengés hatására fellépő tehetetlenségi erőket.
A korrózióállóság fontossága
Az alumíniumötvözet anyagok a természetes környezetben sűrű oxidfilmet képezhetnek. Ez az oxidfilm hatékonyan blokkolja a nedvesség és az oxigén behatolását, ezáltal megvédi az anyagot a korróziótól. Ez különösen fontos a hídépítésben, mivel a hidak gyakran ki vannak téve az elemek hatásának, és ellenállniuk kell az elemeknek. A hagyományos acélhidakhoz képest az alumíniumötvözet hidak nem igényelnek gyakori korróziógátló kezelést, ami jelentősen csökkenti a hosszú távú karbantartási költségeket és a munkaterhelést.
A plaszticitás és a feldolgozhatóság tökéletes kombinációja
Az alumíniumötvözet anyagok könnyen extrudálhatók, alakíthatók, különféle összetett keresztmetszetű profilok gyárthatók, ami több lehetőséget biztosít a hídtervezésre. A tervezők igény szerint gyönyörű és praktikus hídszerkezeteket tervezhetnek, hogy megfeleljenek a modern városok kettős tájképi és funkcionalitási követelményeinek. Emellett az alumíniumötvözet hegesztési és csatlakozási technológiája is folyamatosan fejlődik, így kényelmesebb és gyorsabb az alumíniumötvözet hidak építése.
Alumíniumötvözetek mechanikai tulajdonságai és csatlakozási technológiája
A mechanikai tulajdonságok átfogó figyelembevétele Bár az alumíniumötvözetek rugalmassági modulusa alacsonyabb, fajlagos szilárdságuk (szilárdság-sűrűség aránya) a nagyszilárdságú acéléhoz hasonlítható, vagy még jobb is. Ez azt jelenti, hogy az alumíniumötvözet szerkezetek könnyebbek lehetnek, miközben ugyanazt a terhelést viselik. Ugyanakkor a tervezés során figyelembe kell venni az alumíniumötvözetek rugalmas alakváltozási jellemzőit, és a szerkezet merevségét és szilárdságát ésszerűen úgy kell megtervezni, hogy biztosítsák a szerkezet biztonságát és stabilitását.
A kapcsolódási technológiák innovációja és fejlesztése
Az alumíniumötvözetek különféle módon csatlakoztathatók, beleértve a csavarkötéseket, a szegecskötéseket és a hegesztett csatlakozásokat. A galvánkorrózió csökkentése érdekében az alumíniumötvözet szerkezetekben általában alumínium szegecseket vagy csavarokat használnak. Ugyanakkor a hegesztési technológia fejlődésével az alumíniumötvözetek hegesztési teljesítménye is jelentősen javult. A MIG-hegesztés (olvadó inertgázos hegesztés) és a TIG-hegesztés (volfrámos inertgáz-hegesztés) két gyakran használt alumíniumötvözet-hegesztési módszer, amelyek kiváló minőségű hegesztett kötéseket biztosítanak, amelyek megfelelnek a hídépítés magas követelményeinek.
Az alumíniumötvözet hidak stabil teljesítménye
Tervezési pontok a stabil teljesítményért
Az alumíniumötvözet alkatrészek hajlításkor oldalirányú hajlítást és torziós instabilitást szenvedhetnek, ami különös figyelmet igényel a tervezés során. A szerkezet stabilitásának javítása érdekében a tervezők különféle intézkedéseket tehetnek, például vízszintes támasztékok hozzáadásával, a keresztmetszeti forma megváltoztatásával, merevítők használatával stb. Ezek az intézkedések hatékonyan javíthatják az alumíniumötvözet hidak helyi és általános stabilitását. és biztosítsa a szerkezet biztonságát különböző terheléseknél.
Példák alumíniumötvözetből készült hídra
Hangzhou Qingchun Road Middle River gyalogos híd
Ez a híd alumíniumötvözet rácsos szerkezetű doboztartót használ, és a híd fő anyaga 6082-T6 alumíniumötvözet. A 36,8 méter hosszú híd mindössze 11 tonnát nyom, ami jól mutatja az alumíniumötvözet hidak könnyű kialakításának előnyeit. A híd kialakítása nemcsak a funkcionalitást, hanem a környezettel való harmóniát is teljes mértékben figyelembe veszi, gyönyörű tájképévé válik a városban.
Shanghai Xujiahui gyalogos híd
A Tongji Egyetem által tervezett Shanghai Xujiahui gyalogos híd 6061-T6 alumíniumötvözetből készült, egyetlen fesztávja 23 méter, szélessége 6 méter, önsúlya mindössze 150 kN, maximális teherbírása 50 tonna. A híd gyors megépítése és használatba vétele tükrözi az alumíniumötvözet hidak praktikumát és hatékonyságát a modern városokban.
Beishi Xidan gyalogos híd
A Bei Cityben található Xidan gyalogos híd alumíniumötvözetből készült felépítményét egy külföldi finanszírozású cég építette, a fő alumíniumötvözet profilja pedig a 6082-T6. A fő fesztáv teljes hossza 38,1 m, a hídfedélzet szabad szélessége 8 m, teljes hossza 84 m. A hidat a gyalogosok kényelmét és biztonságát szem előtt tartva tervezték. Ugyanakkor az alumíniumötvözet anyagok használata hosszabb élettartamot és alacsonyabb karbantartási költségeket biztosít a hídnak.
Következtetés
A csúcskategóriás alumíniumötvözet anyagok hídépítésben való alkalmazása nemcsak a hidak szerkezeti teljesítményét és tartósságát javítja, hanem több lehetőséget is kínál a hídtervezésben. Az anyagtudomány fejlődésével és az építési technológia fejlődésével az alumíniumötvözet hidak várhatóan fontosabb szerepet fognak játszani a jövőbeni hídépítésben, és a modern városokat összekötő fontos láncszemekké válnak.