Høykvalitets aluminiumslegeringsmaterialer: et revolusjonerende valg for introduksjon av brokonstruksjon

2024-04-18 09:52:59

Med den raske utviklingen av vitenskap og teknologi og akselerasjonen av urbanisering, innoverer broer, som en viktig del av bytransport, hele tiden i deres design og konstruksjonsmetoder. Tradisjonelle stålbroer er mye brukt på grunn av deres høye styrke og relativt lave kostnader. Men over tid oppstår problemer som korrosjon og høye vedlikeholdskostnader gradvis. På denne bakgrunn har high-end aluminiumslegeringsmaterialer blitt et revolusjonerende valg innen brokonstruksjon med sine unike ytelsesfordeler.

Fordeler med aluminiumslegeringsmaterialer

Fordeler med lett design

Tettheten til aluminiumslegering er omtrent 2,7 g/cm³, som bare er omtrent 1/3 av stål. Hva betyr denne lette egenskapen for brodesign og konstruksjon? For det første kan lette brukonstruksjoner redusere kravene til fundamenter, slik at store bruer kan bygges i områder med dårlige geologiske forhold. For det andre kan lette konstruksjoner også redusere transport- og installasjonskostnader, noe som er spesielt viktig i avsidesliggende områder eller steder med begrenset tilgang. I tillegg kan lette strukturer også bidra til å forbedre seismisk ytelse under jordskjelv fordi lettere vekt reduserer treghetskrefter under jordskjelvpåvirkning.

Viktigheten av korrosjonsbestandighet

Aluminiumslegeringsmaterialer kan danne en tett oksidfilm i det naturlige miljøet. Denne oksidfilmen kan effektivt blokkere inntrenging av fuktighet og oksygen, og dermed beskytte materialet mot korrosjon. Dette er spesielt viktig ved brukonstruksjon, da bruer ofte er utsatt for vær og vind og må tåle vær og vind. Sammenlignet med tradisjonelle stålbroer krever ikke aluminiumslegeringsbroer hyppig anti-korrosjonsbehandling, noe som reduserer langsiktige vedlikeholdskostnader og arbeidsbelastning.

Den perfekte kombinasjonen av plastisitet og bearbeidbarhet

Aluminiumslegeringsmaterialer er enkle å ekstrudere og forme, og profiler med ulike komplekse tverrsnitt kan produseres, noe som gir flere muligheter for brodesign. Designere kan designe vakre og praktiske brokonstruksjoner etter behov for å møte de doble kravene til moderne byer for landskap og funksjonalitet. I tillegg forbedres sveise- og koblingsteknologien av aluminiumslegering også stadig, noe som gjør konstruksjonen av aluminiumslegeringsbroer mer praktisk og raskere.

Mekaniske egenskaper og koblingsteknologi for aluminiumslegeringer

Omfattende vurdering av mekaniske egenskaper Selv om aluminiumslegeringer har en lavere elastisitetsmodul, er deres spesifikke styrke (forholdet mellom styrke og tetthet) sammenlignbar med, eller enda bedre enn, høyfast stål. Dette betyr at aluminiumslegeringsstrukturer kan være lettere mens de bærer samme last. Samtidig må de elastiske deformasjonsegenskapene til aluminiumslegeringer tas i betraktning under design, og stivheten og styrken til strukturen bør være rimelig utformet for å sikre sikkerheten og stabiliteten til strukturen.

Innovasjon og utvikling av tilkoblingsteknologier

Aluminiumslegeringer kan kobles sammen på ulike måter, inkludert bolteforbindelser, nagleforbindelser og sveisede forbindelser. For å redusere galvanisk korrosjon, brukes aluminiumnagler eller bolter vanligvis i aluminiumslegeringskonstruksjoner. Samtidig, med utviklingen av sveiseteknologi, har sveiseytelsen til aluminiumslegeringer også blitt betydelig forbedret. MIG-sveising (smeltende inertgasssveising) og TIG-sveising (wolfram inertgassveising) er to ofte brukte sveisemetoder av aluminiumslegering som kan gi høykvalitets sveisede skjøter som oppfyller de høye standardene for brokonstruksjon.

Stabil ytelse av broer i aluminiumslegering

Designpunkter for stabil ytelse

Komponenter av aluminiumslegering kan lide av sidebøyning og vridningsustabilitet når de utsettes for bøyning, noe som krever spesiell oppmerksomhet under design. For å forbedre stabiliteten til strukturen kan designere ta en rekke tiltak, som å legge til horisontale støtter, endre tverrsnittsformen, bruke avstivninger osv. Disse tiltakene kan effektivt forbedre den lokale og generelle stabiliteten til broer av aluminiumslegering. og sikre sikkerheten til strukturen under ulike belastninger.

Eksempler på bro av aluminiumslegering

Hangzhou Qingchun Road Middle River Gangbro

Denne broen bruker boksbjelker av aluminiumslegering, og hovedbromaterialet er 6082-T6 aluminiumslegering. Den 36,8 meter lange broen veier bare 11 tonn, og demonstrerer fordelene med lettvektsdesign av broer i aluminiumslegering. Utformingen av broen vurderer ikke bare funksjonalitet, men vurderer også fullt ut harmonien med det omkringliggende miljøet, og blir et vakkert landskap i byen.

Shanghai Xujiahui fotgjengerbro

Shanghai Xujiahui fotgjengerbro designet av Tongji University er laget av 6061-T6 aluminiumslegering, med et enkelt spenn på 23 meter, en bredde på 6 meter, en egenvekt på bare 150kN og en maksimal lastmasse på 50t. Den raske konstruksjonen og bruken av denne broen gjenspeiler det praktiske og effektiviteten til broer av aluminiumslegering i moderne byer.

Beishi Xidan fotgjengerbro

Aluminiumslegeringsoverbygningen til Xidan Pedestrian Bridge i Bei City ble konstruert av et utenlandsk finansiert selskap, og hovedprofilen av aluminiumslegering er 6082-T6. Den totale lengden på hovedspennet er 38,1m, fribredden på brudekket er 8m, og den totale lengden er 84m. Broen ble designet med tanke på fotgjengerkomfort og sikkerhet. Samtidig gir bruk av aluminiumslegeringsmaterialer også broen lengre levetid og lavere vedlikeholdskostnader.

Konklusjon

Bruken av avanserte aluminiumslegeringsmaterialer i brokonstruksjon forbedrer ikke bare den strukturelle ytelsen og holdbarheten til broer, men gir også flere muligheter for brodesign. Med fremskritt innen materialvitenskap og utviklingen av konstruksjonsteknologi, forventes aluminiumslegeringsbroer å spille en viktigere rolle i fremtidig brobygging og bli en viktig kobling som forbinder moderne byer.