Мосты – важное изобретение в истории человечества. С древних времен, когда люди использовали срубленные деревья и сложенные камни для пересечения водных путей и оврагов, до использования арочных и даже вантовых мостов, эволюция была поразительной. Недавнее открытие моста Гонконг-Чжухай-Макао знаменует собой важную веху в истории мостов. В современном мостостроении, помимо использования железобетонных конструкций, основным выбором стали металлические материалы, особенно алюминиевые сплавы, благодаря их различным преимуществам.
В 1933 году первое в мире настил из алюминиевого сплава был использован на мосту через реку в Питтсбурге в США. Более десяти лет спустя, в 1949 году, Канада завершила строительство полностью алюминиевого арочного моста через реку Сагеней в Квебеке, длина одного пролета которого достигла 88,4 метра. Этот мост стал первой в мире конструкцией из алюминиевого сплава. Мост имел опоры высотой около 15 метров и две полосы движения для автотранспорта. Он использовал алюминиевый сплав 2014-Т6 и имел общий вес 163 тонны. По сравнению с первоначально запланированным стальным мостом вес уменьшился примерно на 56%.
С тех пор тенденцию создания структурных мостов из алюминиевых сплавов невозможно остановить. В период с 1949 по 1985 год Великобритания построила около 35 структурных мостов из алюминиевых сплавов, а Германия построила около 20 таких мостов в период с 1950 по 1970 год. Строительство многочисленных мостов предоставило ценный опыт будущим строителям мостов из алюминиевых сплавов.
По сравнению со сталью, материалы из алюминиевых сплавов имеют меньшую плотность, что делает их намного легче: всего 34% веса стали на тот же объем. Однако по прочностным характеристикам они схожи со сталью. Кроме того, алюминиевые сплавы демонстрируют превосходную эластичность и коррозионную стойкость при меньших затратах на техническое обслуживание конструкции. В результате они нашли широкое применение в современном мостостроении.
Китай также добился значительных успехов в строительстве мостов. Мост Чжаочжоу, которому уже более 1500 лет, является одним из выдающихся достижений древнего китайского мостостроения. В современную эпоху при содействии бывшего Советского Союза Китай также построил несколько стальных мостов, в том числе мосты через реку Янцзы в Нанкине и Ухане, а также мост через Жемчужную реку в Гуанчжоу. Однако применение мостов из алюминиевых сплавов в Китае, по-видимому, ограничено. Первым конструкционным мостом из алюминиевого сплава в Китае стал пешеходный мост на улице Цинчунь в Ханчжоу, построенный в 2007 году. Этот мост был спроектирован и установлен немецкими инженерами-мостостроителями, а все материалы были импортированы из Германии. В том же году пешеходный мост в Сюйцзяхуэй в Шанхае был полностью разработан и изготовлен внутри страны с использованием конструкций из алюминиевых сплавов. В основном в нем использовался алюминиевый сплав 6061-T6, и, несмотря на собственный вес в 15 тонн, он мог выдерживать нагрузку в 50 тонн.
В будущем мосты из алюминиевых сплавов имеют огромные перспективы развития в Китае по нескольким причинам:
1 Строительство высокоскоростных железных дорог в Китае переживает бум, особенно на сложном рельефе западных регионов с многочисленными долинами и реками. Ожидается, что мосты из алюминиевого сплава, благодаря простоте транспортировки и легкому весу, будут иметь значительный потенциальный рынок.
2 Стальные материалы склонны к ржавчине и плохо работают при низких температурах. Коррозия стали существенно влияет на устойчивость моста, что приводит к увеличению затрат на техническое обслуживание и угрозам безопасности. Напротив, материалы из алюминиевых сплавов обладают высокой коррозионной стойкостью и хорошо работают при низких температурах, что делает их пригодными для различных климатических условий и обеспечивает длительный срок службы. Хотя первоначальные затраты на строительство мостов из алюминиевого сплава могут быть выше, их низкие затраты на техническое обслуживание могут со временем помочь сократить разрыв в стоимости.
3 Исследования алюминиевых мостовых панелей как внутри страны, так и за рубежом хорошо развиты, и эти материалы широко используются. Достижения в области исследований материалов обеспечивают техническую уверенность в разработке новых сплавов, отвечающих различным требованиям к эксплуатационным характеристикам. Китайские производители алюминия, в том числе такие гиганты отрасли, как Liaoning Zhongwang, постепенно переключили свое внимание на промышленные алюминиевые профили, заложив основу для строительства мостов из алюминиевых сплавов.
4 Быстрое строительство городского метрополитена в крупных городах Китая предъявляет строгие требования к надземным сооружениям. Из-за их значительного преимущества в весе ожидается, что в будущем будет спроектировано и использовано больше пешеходных и автомобильных мостов из алюминиевых сплавов.
Под редакцией Мэй Цзян из MAT Aluminium
Время публикации: 15 мая 2024 г.
