Високоякісні матеріали з алюмінієвих сплавів: революційний вибір для будівництва мостів

2024-04-18 09:52:59

Зі стрімким розвитком науки і техніки та прискоренням урбанізації мости, як важлива частина міського транспорту, постійно вдосконалюють свій дизайн і методи будівництва. Традиційні сталеві мости широко застосовуються завдяки своїй високій міцності та відносно невисокій вартості. Однак з часом поступово з’являються такі проблеми, як корозія та високі витрати на обслуговування. На цьому фоні високоякісні алюмінієві сплави стали революційним вибором у галузі будівництва мостів завдяки своїм унікальним перевагам у роботі.

Переваги матеріалів з алюмінієвих сплавів

Переваги легкої конструкції

Щільність алюмінієвого сплаву становить приблизно 2,7 г/см³, що становить лише приблизно 1/3 щільності сталі. Що ця легка властивість означає для проектування та будівництва мостів? Перш за все, легкі мостові конструкції можуть зменшити вимоги до фундаментів, дозволяючи будувати великі мости в районах з поганими геологічними умовами. По-друге, легкі конструкції також можуть зменшити витрати на транспортування та монтаж, що особливо важливо у віддалених районах або місцях з обмеженим доступом. Крім того, легкі конструкції також можуть допомогти покращити сейсмічні характеристики під час землетрусів, оскільки менша вага зменшує сили інерції під час землетрусу.

Важливість стійкості до корозії

Матеріали з алюмінієвих сплавів можуть утворювати щільну оксидну плівку в природному середовищі. Ця оксидна плівка може ефективно блокувати проникнення вологи та кисню, тим самим захищаючи матеріал від корозії. Це особливо важливо при будівництві мостів, оскільки мости часто піддаються впливу стихії та повинні протистояти стихії. Порівняно з традиційними сталевими мостами, мости з алюмінієвого сплаву не потребують частої антикорозійної обробки, що значно знижує довгострокові витрати на обслуговування та робоче навантаження.

Ідеальне поєднання пластичності та технологічності

Матеріали з алюмінієвих сплавів легко пресувати та формувати, а також можна виготовляти профілі з різними складними поперечними перерізами, що надає більше можливостей для проектування мостів. Дизайнери можуть спроектувати красиві та практичні конструкції мостів відповідно до подвійних вимог сучасних міст до ландшафту та функціональності. Крім того, технологія зварювання і з’єднання алюмінієвих сплавів також постійно вдосконалюється, що робить будівництво мостів з алюмінієвих сплавів зручнішим і швидшим.

Механічні властивості та технологія з'єднання алюмінієвих сплавів

Комплексний розгляд механічних властивостей Хоча алюмінієві сплави мають нижчий модуль пружності, їх питома міцність (співвідношення міцності до щільності) порівнянна або навіть краща, ніж у високоміцної сталі. Це означає, що конструкції з алюмінієвого сплаву можуть бути легшими, несучи таке ж навантаження. У той же час під час проектування необхідно враховувати характеристики пружної деформації алюмінієвих сплавів, а жорсткість і міцність конструкції повинні бути розумно розроблені для забезпечення безпеки та стабільності конструкції.

Інновації та розвиток технологій підключення

Алюмінієві сплави можна з'єднувати різними способами, включаючи болтові з'єднання, заклепки і зварні з'єднання. Для зменшення гальванічної корозії в конструкціях з алюмінієвих сплавів зазвичай використовуються алюмінієві заклепки або болти. У той же час, з розвитком технології зварювання, зварювальні характеристики алюмінієвих сплавів також значно покращилися. Зварювання MIG (зварювання інертним газом плавлення) і зварювання TIG (зварювання інертним газом вольфраму) є двома широко використовуваними методами зварювання алюмінієвих сплавів, які можуть забезпечити високоякісні зварні з’єднання, які відповідають високим стандартам будівництва мостів.

Стабільна робота мостів з алюмінієвого сплаву

Очки дизайну для стабільної роботи

Компоненти з алюмінієвого сплаву можуть страждати від бокового згинання та нестабільності при крученні під час згинання, що вимагає особливої уваги під час проектування. Щоб підвищити стійкість конструкції, дизайнери можуть вжити різноманітних заходів, таких як додавання горизонтальних опор, зміна форми поперечного перерізу, використання ребер жорсткості тощо. Ці заходи можуть ефективно покращити локальну та загальну стійкість мостів з алюмінієвого сплаву і забезпечують безпеку конструкції при різних навантаженнях.

Приклади мостів з алюмінієвого сплаву

Пішохідний міст між річкою Ханчжоу Qingchun Road

Цей міст використовує коробчату балку ферми з алюмінієвого сплаву, а основним матеріалом мосту є алюмінієвий сплав 6082-T6. Міст довжиною 36,8 метра важить лише 11 тонн, демонструючи переваги легкої конструкції мостів з алюмінієвого сплаву. Дизайн мосту враховує не тільки функціональність, але й повну гармонію з навколишнім середовищем, перетворюючись на красивий ландшафт міста.

Шанхайський пішохідний міст Сюйцзяхуей

Пішохідний міст Shanghai Xujiahui, спроектований Університетом Тунцзі, виготовлений з алюмінієвого сплаву 6061-T6, має один проліт 23 метри, ширину 6 метрів, власну вагу лише 150 кН і максимальну масу навантаження 50 тонн. Швидке будівництво та введення в експлуатацію цього мосту відображає практичність та ефективність мостів із алюмінієвого сплаву в сучасних містах.

Пішохідний міст Beishi Xidan

Верхня конструкція з алюмінієвого сплаву пішохідного мосту Сідан у місті Бей була побудована компанією, що фінансується за кордоном, а основний профіль із алюмінієвого сплаву — 6082-T6. Загальна довжина основного прольоту 38,1м, світла ширина полотна мосту 8м, загальна довжина 84м. Міст був спроектований з урахуванням комфорту та безпеки пішоходів. У той же час використання матеріалів з алюмінієвих сплавів також забезпечує довший термін служби мосту та менші витрати на обслуговування.

Висновок

Застосування високоякісних алюмінієвих сплавів у будівництві мостів не тільки покращує структурні характеристики та довговічність мостів, але також надає більше можливостей для проектування мостів. З розвитком матеріалознавства та розвитком будівельних технологій очікується, що мости з алюмінієвих сплавів відіграватимуть більш важливу роль у майбутньому будівництві мостів і стануть важливою ланкою, що з’єднує сучасні міста.