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铝的应用系列 铝合金在中外桥梁中的应用历程及发展!

广东兴发铝业有限公司2018-11-07 09:42:01

人类自有交通即有桥梁,它既是交通工具,亦是建筑物,桥梁是人类历史上伟大的发明。从木桥、石桥、拱桥到斜拉索桥等,桥梁经历了翻天覆地的变化。而现代桥梁除了利用钢筋水泥结构之外,还可以利用金属材料建造,其中,铝合金材料由于相比钢材的种种优势,目前已成为金属材料制桥梁的主流。


钢材普遍存在容易生锈和低温性能差的问题在一些恶劣的气候条件下无法正常使用,增加维修费用并带来严重的安全隐患。相对于钢材来说,铝合金材料普遍抗腐蚀能力比较强,自重较轻,仅为同体积钢材的34%高韧性,无低温脆性,因而可以广泛应用在多种气候条件下,且经久耐用虽然铝合金桥梁的造价普遍较高,可通过后期低维护费用等加以弥补,回收能耗低,回收率可达90%以上,是绿色环保可循环利用材料。因而在现代桥梁建设中得到了相当广泛的应用。

 

铝合金材料应用于桥梁工程已有80年的历史。在国外应用相对成熟。世界上首个铝合金在桥梁上的应用1933年在美国匹兹堡斯菲尔德区一座跨河桥的铝合金桥面板10多年后,在1949年,加拿大在魁北克省阿尔维达建成了一座跨越塞右奈河,单跨跨径达88.4m的铆接铝拱桥该桥是世界上第一座全铝合金结构桥梁所用的铝合金为2014-T6,总重163t与原计划修建的钢桥相比,重量减轻约56%。在1949-1985年间,英国约建造了35座铝合金结构桥梁,德国在1950-1970年也建造了大概20座铝合金结构桥梁。大量桥梁的建设为后人建造铝合金桥梁提供了宝贵的经验。



 

对于中国铝合金桥梁方面的应用还比较有限。国内的第一座铝合金结构的桥梁是2007年建造的杭州市庆春路人行天桥主材为6082-T6铝合金。北京市为迎奥运重点工程北京市西单商业区人行天桥,2008年7月投入试运行,主要采用6082-T66005-T6铝合金。天津海河蚌埠桥的人行桥面是6061-T6铝合金挤压型材建造。杭州西湖口字形过街天桥桥的桁架结构是用6082-T6合金挤压型材制造的。中国虽建成了座铝合金桥梁,主要集中在人行天桥等承重较小的桥梁上还有少量铝合金面板的应用,还没有公路桥与铁路桥,可见在铝合金桥梁的设计、制造与安装方面与国外还有较大的差距,但所需要的铝合金及铝材中国可以生产与提供。



▲图·杭州市庆春路人行天桥

 


▲图·北京市西单商业区人行天桥



▲图·天津海河蚌埠桥


随着国内各政府单位协会企业等对铝型材的认识逐步深入,不断有相关的设计规范陆续出台。近期,广东省《铝合金桥梁设计规范》(下称《规范》)第二次编制研讨会在广东南海召开,广东省建筑设计研究院、广东兴发铝业有限公司等11家单位参与研讨,积极提出了完善《规范》的修订意见。制订《规范》,直接影响了铝合金桥梁的推广与规范使用这是顺应国家供给侧改革的大势,也是扩大铝应用的政策导向,更是促进桥梁设计建造的创新,推动铝加工行业转型升级的重要举措。



 

铝型材在桥梁上的应用,主结构件上的应用包括桥面板、纵梁、桁架等。其中,应用最为广泛的是铝桥面板。由于铝型材面板具有质量轻、可设计性强、设计简洁、安装工期短等优点,应用实例较多。桥梁上的辅助结构件主要包括:在原有桥梁上增加的人行或者自行车通道结构件,桥栏杆、路标支架、路标牌、照明灯支撑杆等。





随着铝合金冶炼技术的发展,铝合金材料的性能在不断改善,铝合金的应用范围更加广泛。国内铝材生产商近年来也逐渐将目光放在了工业铝型材领域铝合金桥梁在国内的前景相当广阔,加上中国大力发展高铁建设,而中西部地区地形较为复杂,峡谷,河流众多,在架设铁路的过程中需要建设大量桥梁。另一方面由于城市化的建设发展,地铁对于来自地上的压力要求越来越严格,可见未来更多的铝合金人行天桥和公路桥将会被设计使用。推广铝合金桥梁电解铝产能过剩找到新的铝材消费点。 





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