0102030405
Hoogwaardige aluminiumlegeringsmaterialen: een revolutionaire keuze voor de introductie van brugconstructies
18-04-2024 09:52:59
Met de snelle ontwikkeling van wetenschap en technologie en de versnelling van de verstedelijking innoveren bruggen, als belangrijk onderdeel van stedelijk transport, voortdurend in hun ontwerp- en constructiemethoden. Traditionele stalen bruggen worden veel gebruikt vanwege hun hoge sterkte en relatief lage kosten. Na verloop van tijd verschijnen er echter geleidelijk problemen zoals corrosie en hoge onderhoudskosten. Tegen deze achtergrond zijn hoogwaardige aluminiumlegeringsmaterialen een revolutionaire keuze geworden op het gebied van brugconstructie met hun unieke prestatievoordelen.
Voordelen van materialen van aluminiumlegeringen
Voordelen van lichtgewicht ontwerp
De dichtheid van een aluminiumlegering is ongeveer 2,7 g/cm³, wat slechts ongeveer 1/3 van staal is. Wat betekent deze lichtgewicht eigenschap voor het ontwerp en de constructie van bruggen? In de eerste plaats kunnen lichtgewicht brugconstructies de vereisten voor funderingen verminderen, waardoor grote bruggen kunnen worden gebouwd in gebieden met slechte geologische omstandigheden. Ten tweede kunnen lichtgewicht constructies ook de transport- en installatiekosten verlagen, wat vooral belangrijk is in afgelegen gebieden of plaatsen met beperkte toegang. Bovendien kunnen lichtgewicht constructies ook de seismische prestaties tijdens aardbevingen helpen verbeteren, omdat een lichter gewicht de traagheidskrachten bij aardbevingen vermindert.
Het belang van corrosiebestendigheid
Materialen van aluminiumlegeringen kunnen in de natuurlijke omgeving een dichte oxidefilm vormen. Deze oxidefilm kan het binnendringen van vocht en zuurstof effectief blokkeren, waardoor het materiaal tegen corrosie wordt beschermd. Dit is vooral belangrijk bij de brugconstructie, omdat bruggen vaak worden blootgesteld aan de elementen en bestand moeten zijn tegen de elementen. Vergeleken met traditionele stalen bruggen behoeven bruggen van aluminiumlegeringen geen frequente anticorrosiebehandeling, waardoor de onderhoudskosten en werklast op de lange termijn aanzienlijk worden verminderd.
De perfecte combinatie van plasticiteit en verwerkbaarheid
Materialen van aluminiumlegeringen zijn gemakkelijk te extruderen en te vormen, en er kunnen profielen met verschillende complexe doorsneden worden vervaardigd, wat meer mogelijkheden biedt voor het ontwerpen van bruggen. Ontwerpers kunnen indien nodig prachtige en praktische brugconstructies ontwerpen om te voldoen aan de dubbele eisen van moderne steden op het gebied van landschap en functionaliteit. Bovendien worden de las- en verbindingstechnologie van aluminiumlegeringen ook voortdurend verbeterd, waardoor de constructie van bruggen van aluminiumlegeringen handiger en sneller wordt.
Mechanische eigenschappen en verbindingstechnologie van aluminiumlegeringen
Uitgebreide beschouwing van mechanische eigenschappen Hoewel aluminiumlegeringen een lagere elasticiteitsmodulus hebben, is hun specifieke sterkte (de verhouding tussen sterkte en dichtheid) vergelijkbaar met, of zelfs beter dan, hoogsterkte staal. Dit betekent dat structuren van aluminiumlegeringen lichter kunnen zijn terwijl ze dezelfde belasting dragen. Tegelijkertijd moet bij het ontwerp rekening worden gehouden met de elastische vervormingseigenschappen van aluminiumlegeringen, en moeten de stijfheid en sterkte van de constructie redelijkerwijs worden ontworpen om de veiligheid en stabiliteit van de constructie te garanderen.
Innovatie en ontwikkeling van connectiviteitstechnologieën
Aluminiumlegeringen kunnen op verschillende manieren worden verbonden, waaronder boutverbindingen, klinknagelverbindingen en lasverbindingen. Om galvanische corrosie te verminderen, worden meestal aluminium klinknagels of bouten gebruikt in constructies van aluminiumlegeringen. Tegelijkertijd zijn met de ontwikkeling van de lastechnologie ook de lasprestaties van aluminiumlegeringen aanzienlijk verbeterd. MIG-lassen (smeltend inert gaslassen) en TIG-lassen (wolfraam inert gaslassen) zijn twee veelgebruikte lasmethoden van aluminiumlegeringen die lasverbindingen van hoge kwaliteit kunnen opleveren die voldoen aan de hoge normen van de brugconstructie.
Stabiele prestaties van bruggen van aluminiumlegering
Ontwerppunten voor stabiele prestaties
Componenten van aluminiumlegeringen kunnen last hebben van laterale buiging en torsie-instabiliteit wanneer ze worden onderworpen aan buiging, wat speciale aandacht vereist tijdens het ontwerp. Om de stabiliteit van de constructie te verbeteren, kunnen ontwerpers verschillende maatregelen nemen, zoals het toevoegen van horizontale steunen, het veranderen van de vorm van de dwarsdoorsnede, het gebruik van verstijvingen, enz. Deze maatregelen kunnen de lokale en algehele stabiliteit van bruggen van aluminiumlegeringen effectief verbeteren. en zorg voor de veiligheid van de constructie onder verschillende belastingen.
Brugvoorbeelden van aluminiumlegering
Hangzhou Qingchun Road voetgangersbrug over de middenrivier
Deze brug maakt gebruik van een vakwerkligger van een aluminiumlegering en het belangrijkste brugmateriaal is een aluminiumlegering 6082-T6. De 36,8 meter lange brug weegt slechts 11 ton, wat de voordelen aantoont van het lichtgewicht ontwerp van bruggen van aluminiumlegering. Bij het ontwerp van de brug wordt niet alleen rekening gehouden met functionaliteit, maar wordt ook ten volle rekening gehouden met de harmonie met de omringende omgeving, waardoor het een prachtig landschap in de stad wordt.
Shanghai Xujiahui-voetgangersbrug
De Shanghai Xujiahui-voetgangersbrug, ontworpen door de Tongji Universiteit, is gemaakt van een aluminiumlegering 6061-T6, met een enkele overspanning van 23 meter, een breedte van 6 meter, een eigen gewicht van slechts 150 kN en een maximale laadmassa van 50 ton. De snelle constructie en ingebruikname van deze brug weerspiegelt de bruikbaarheid en efficiëntie van bruggen van aluminiumlegeringen in moderne steden.
Beishi Xidan-voetgangersbrug
De bovenbouw van de Xidan-voetgangersbrug in Bei City is gebouwd door een door het buitenland gefinancierd bedrijf en het belangrijkste profiel van aluminiumlegering is 6082-T6. De totale lengte van de hoofdoverspanning is 38,1 meter, de vrije breedte van het brugdek is 8 meter en de totale lengte is 84 meter. De brug is ontworpen met het comfort en de veiligheid van voetgangers in het achterhoofd. Tegelijkertijd zorgt het gebruik van aluminiumlegeringen ervoor dat de brug een langere levensduur en lagere onderhoudskosten heeft.
Conclusie
De toepassing van hoogwaardige aluminiumlegeringsmaterialen in de brugconstructie verbetert niet alleen de structurele prestaties en duurzaamheid van bruggen, maar biedt ook meer mogelijkheden voor het brugontwerp. Met de vooruitgang van de materiaalwetenschap en de ontwikkeling van de bouwtechnologie wordt verwacht dat bruggen van aluminiumlegeringen een belangrijkere rol zullen spelen in de toekomstige bruggenbouw en een belangrijke schakel zullen worden die moderne steden met elkaar verbindt.