Augstākās klases alumīnija sakausējuma materiāli: revolucionāra izvēle tiltu konstrukciju ieviešanai
2024-04-18 09:52:59
Strauji attīstoties zinātnei un tehnoloģijām un paātrinoties urbanizācijai, tilti, kas ir svarīga pilsētas transporta sastāvdaļa, pastāvīgi pilnveido to projektēšanas un būvniecības metodes. Tradicionālie tērauda tilti tiek plaši izmantoti to augstās izturības un salīdzinoši zemo izmaksu dēļ. Tomēr laika gaitā pamazām parādās tādas problēmas kā korozija un augstas uzturēšanas izmaksas. Uz šī fona augstākās klases alumīnija sakausējuma materiāli ir kļuvuši par revolucionāru izvēli tiltu būves jomā ar to unikālajām veiktspējas priekšrocībām.
Alumīnija sakausējuma materiālu priekšrocības
Viegla dizaina priekšrocības
Alumīnija sakausējuma blīvums ir aptuveni 2,7 g/cm³, kas ir tikai aptuveni 1/3 no tērauda. Ko šis vieglais īpašums nozīmē tiltu projektēšanai un celtniecībai? Pirmkārt, vieglās tiltu konstrukcijas var samazināt prasības pamatiem, ļaujot būvēt lielus tiltus vietās ar sliktiem ģeoloģiskajiem apstākļiem. Otrkārt, vieglas konstrukcijas var arī samazināt transportēšanas un uzstādīšanas izmaksas, kas ir īpaši svarīgi attālos rajonos vai vietās ar ierobežotu piekļuvi. Turklāt vieglas konstrukcijas var arī palīdzēt uzlabot seismisko veiktspēju zemestrīču laikā, jo mazāks svars samazina inerces spēkus zemestrīces ietekmē.
Korozijas izturības nozīme
Alumīnija sakausējuma materiāli dabiskajā vidē var veidot blīvu oksīda plēvi. Šī oksīda plēve var efektīvi bloķēt mitruma un skābekļa iekļūšanu, tādējādi aizsargājot materiālu no korozijas. Tas ir īpaši svarīgi tiltu būvniecībā, jo tilti bieži ir pakļauti elementu iedarbībai un tiem ir jāiztur tie. Salīdzinot ar tradicionālajiem tērauda tiltiem, alumīnija sakausējuma tiltiem nav nepieciešama bieža pretkorozijas apstrāde, kas ievērojami samazina ilgtermiņa uzturēšanas izmaksas un darba slodzi.
Ideāla plastiskuma un apstrādājamības kombinācija
Alumīnija sakausējuma materiāli ir viegli presējami un formējami, un var izgatavot dažādu sarežģītu šķērsgriezumu profilus, kas sniedz plašākas iespējas tiltu projektēšanai. Dizaineri var izstrādāt skaistas un praktiskas tiltu konstrukcijas pēc vajadzības, lai atbilstu mūsdienu pilsētu dubultajām prasībām attiecībā uz ainavu un funkcionalitāti. Turklāt nepārtraukti tiek pilnveidota arī alumīnija sakausējuma metināšanas un savienošanas tehnoloģija, kas padara alumīnija sakausējuma tiltu būvniecību ērtāku un ātrāku.
Alumīnija sakausējumu mehāniskās īpašības un savienošanas tehnoloģija
Visaptveroša mehānisko īpašību apsvēršana Lai gan alumīnija sakausējumiem ir zemāks elastības modulis, to īpatnējā izturība (stiprības attiecība pret blīvumu) ir salīdzināma ar augstas stiprības tēraudu vai pat labāka par to. Tas nozīmē, ka alumīnija sakausējuma konstrukcijas var būt vieglākas, nesot tādu pašu slodzi. Tajā pašā laikā projektēšanas laikā ir jāņem vērā alumīnija sakausējumu elastīgās deformācijas īpašības, un konstrukcijas stingrība un izturība ir jāprojektē saprātīgi, lai nodrošinātu konstrukcijas drošību un stabilitāti.
Inovācijas un savienojamības tehnoloģiju attīstība
Alumīnija sakausējumus var savienot dažādos veidos, ieskaitot skrūvju savienojumus, kniežu savienojumus un metinātos savienojumus. Lai samazinātu galvanisko koroziju, alumīnija sakausējuma konstrukcijās parasti izmanto alumīnija kniedes vai skrūves. Tajā pašā laikā, attīstoties metināšanas tehnoloģijai, ir būtiski uzlabota arī alumīnija sakausējumu metināšanas veiktspēja. MIG metināšana (kausēšanas inertās gāzes metināšana) un TIG metināšana (volframa inertās gāzes metināšana) ir divas plaši izplatītas alumīnija sakausējuma metināšanas metodes, kas var nodrošināt augstas kvalitātes metinātos savienojumus, kas atbilst tiltu konstrukcijas augstajiem standartiem.
Stabila alumīnija sakausējuma tiltu veiktspēja
Dizaina punkti stabilai darbībai
Alumīnija sakausējuma detaļas var ciest no sānu lieces un griezes nestabilitātes, ja tās tiek pakļautas liecei, kam projektēšanas laikā jāpievērš īpaša uzmanība. Lai uzlabotu konstrukcijas stabilitāti, projektētāji var veikt dažādus pasākumus, piemēram, pievienot horizontālos balstus, mainīt šķērsgriezuma formu, izmantot stingrības u.c. Šie pasākumi var efektīvi uzlabot alumīnija sakausējuma tiltu lokālo un kopējo stabilitāti. un nodrošināt konstrukcijas drošību pie dažādām slodzēm.
Alumīnija sakausējuma tiltu piemēri
Hangzhou Qingchun Road Middle River gājēju tilts
Šim tiltam tiek izmantota alumīnija sakausējuma kopņu konstrukcijas kastes sija, un galvenais tilta materiāls ir 6082-T6 alumīnija sakausējums. 36,8 metrus garais tilts sver tikai 11 tonnas, demonstrējot alumīnija sakausējuma tiltu vieglās konstrukcijas priekšrocības. Tilta projektēšanā ņemta vērā ne tikai funkcionalitāte, bet arī pilnībā ņemta vērā harmonija ar apkārtējo vidi, kļūstot par skaistu ainavu pilsētā.
Šanhajas Xujiahui gājēju tilts
Tongji universitātes projektētais Šanhajas Xujiahui gājēju tilts ir izgatavots no 6061-T6 alumīnija sakausējuma, ar vienu laidumu 23 metri, platumu 6 metri, pašmasu tikai 150 kN un maksimālo kravas masu 50 t. Šī tilta straujā uzbūve un nodošana ekspluatācijā atspoguļo alumīnija sakausējuma tiltu praktiskumu un efektivitāti mūsdienu pilsētās.
Beishi Xidan gājēju tilts
Bei pilsētas Xidan gājēju tilta alumīnija sakausējuma virsbūvi uzbūvēja ārvalstu finansēts uzņēmums, un galvenais alumīnija sakausējuma profils ir 6082-T6. Kopējais galvenā laiduma garums ir 38,1 m, tilta klāja brīvais platums ir 8 m, kopējais garums ir 84 m. Tilts tika veidots, domājot par gājēju komfortu un drošību. Tajā pašā laikā alumīnija sakausējuma materiālu izmantošana tiltam nodrošina arī ilgāku kalpošanas laiku un zemākas uzturēšanas izmaksas.
Secinājums
Augstas klases alumīnija sakausējuma materiālu pielietošana tiltu konstrukcijā ne tikai uzlabo tiltu konstrukcijas veiktspēju un izturību, bet arī sniedz vairāk iespēju tiltu projektēšanā. Attīstoties materiālu zinātnei un attīstoties būvniecības tehnoloģijām, alumīnija sakausējuma tiltiem būs lielāka nozīme nākotnes tiltu būvniecībā un tie kļūs par nozīmīgu saikni, kas savieno mūsdienu pilsētas.