Мосты – важнейшее изобретение в истории человечества. С древних времён, когда люди использовали срубленные деревья и уложенные камни для переправы через водные пути и овраги, до арочных и даже вантовых мостов, их развитие было поразительным. Недавнее открытие моста Гонконг-Чжухай-Макао знаменует собой важную веху в истории мостостроения. В современном мостостроении, помимо железобетонных конструкций, металлы, особенно алюминиевые сплавы, стали основным выбором благодаря своим многочисленным преимуществам.
В 1933 году первый в мире мостовой настил из алюминиевого сплава был использован на мосту через реку в Питтсбурге (США). Более десяти лет спустя, в 1949 году, в Канаде было завершено строительство полностью алюминиевого арочного моста через реку Сагеней в Квебеке с одним пролётом длиной 88,4 метра. Этот мост стал первой в мире конструкцией, полностью изготовленной из алюминиевого сплава. Мост имел опоры высотой около 15 метров и две полосы для движения транспорта. Он был изготовлен из алюминиевого сплава 2014-T6 и имел общий вес 163 тонны. По сравнению с первоначально запланированным стальным мостом, его вес был снижен примерно на 56%.
С тех пор тенденция строительства мостов из алюминиевых сплавов неуклонно набирает обороты. В период с 1949 по 1985 год в Великобритании было построено около 35 мостов из алюминиевого сплава, а в Германии — около 20 таких мостов в период с 1950 по 1970 год. Строительство многочисленных мостов дало ценный опыт будущим мостостроителям из алюминиевых сплавов.
По сравнению со сталью, алюминиевые сплавы имеют меньшую плотность, что делает их значительно легче: их вес составляет всего 34% от веса стали при том же объёме. При этом их прочностные характеристики близки к стали. Кроме того, алюминиевые сплавы обладают превосходной эластичностью и коррозионной стойкостью, а также требуют меньших затрат на обслуживание конструкции. Благодаря этому они нашли широкое применение в современном мостостроении.
Китай также добился значительных успехов в строительстве мостов. Мост Чжаочжоу, которому более 1500 лет, является одним из вершин древнекитайского мостостроения. В современную эпоху при содействии бывшего Советского Союза Китай также построил несколько стальных мостов, включая мосты через реку Янцзы в Нанкине и Ухане, а также мост через реку Чжуцзян в Гуанчжоу. Однако применение мостов из алюминиевого сплава в Китае, по-видимому, ограничено. Первым структурным 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, Шанхай, был полностью разработан и изготовлен внутри страны с использованием конструкций из алюминиевого сплава. В основном он использовал алюминиевый сплав 6061-Т6 и, несмотря на свой 15-тонный собственный вес, 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 процветает, особенно в сложных ландшафтах западных регионов с многочисленными долинами и реками. Ожидается, что мосты из алюминиевого сплава, благодаря своей простоте транспортировки и лёгкости, будут иметь значительный потенциальный рынок.
2. Стальные материалы подвержены ржавчине и плохо работают при низких температурах. Коррозия стали существенно влияет на устойчивость моста, что приводит к увеличению расходов на обслуживание и повышению безопасности. В отличие от них, алюминиевые сплавы 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, низкие расходы на их обслуживание могут помочь сократить разницу в стоимости с течением времени.
3 Исследования алюминиевых мостовых панелей, как в Китае, так и за рубежом, хорошо развиты, и эти материалы широко используются. Достижения в области материаловедения обеспечивают техническую гарантию разработки новых сплавов, отвечающих различным эксплуатационным требованиям. Китайские производители алюминия, включая таких гигантов, как Liaoning Zhongwang, постепенно переключили свое внимание на промышленные алюминиевые профили, заложив основу для строительства мостов из алюминиевых сплавов.
4. Быстрое строительство метрополитена в крупных городах Китая предъявляет строгие требования к наземным сооружениям. Учитывая их значительное преимущество в весе, можно предположить, что в будущем будет проектироваться и использоваться больше пешеходных и автомобильных мостов из алюминиевых сплавов.
Под редакцией Мэй Цзян из MAT Aluminum
Время публикации: 15 мая 2024 г.
