Bruggen zijn een belangrijke uitvinding in de menselijke geschiedenis. Van de oudheid, toen mensen gekapte bomen en gestapelde stenen gebruikten om waterwegen en ravijnen over te steken, tot het gebruik van boogbruggen en zelfs tuibruggen, is de evolutie opmerkelijk geweest. De recente opening van de Hongkong-Zhuhai-Macaubrug markeert een cruciale mijlpaal in de geschiedenis van bruggen. In de moderne bruggenbouw zijn, naast het gebruik van gewapend beton, metalen materialen, met name aluminiumlegeringen, de gangbare keuze geworden vanwege hun diverse voordelen.
In 1933 werd 's werelds eerste brugdek van aluminiumlegering gebruikt op een brug over een rivier in Pittsburgh in de Verenigde Staten. Meer dan tien jaar later, in 1949, voltooide Canada een volledig aluminium boogbrug over de Saguenay in Quebec, met een enkele overspanning van 88,4 meter. Deze brug was 's werelds eerste constructie volledig van aluminiumlegering. De brug had pijlers van ongeveer 15 meter hoog en twee rijstroken voor wegverkeer. De brug was gemaakt van aluminiumlegering 2014-T6 en had een totaalgewicht van 163 ton. Vergeleken met de oorspronkelijk geplande stalen brug, was het gewicht met ongeveer 56% verminderd.
Sindsdien is de trend van bruggen met aluminiumlegeringen onstuitbaar. Tussen 1949 en 1985 bouwde het Verenigd Koninkrijk ongeveer 35 bruggen met aluminiumlegeringen, terwijl Duitsland er tussen 1950 en 1970 ongeveer 20 bouwde. De bouw van talloze bruggen leverde waardevolle ervaring op voor toekomstige bouwers van aluminiumbruggen.
Vergeleken met staal hebben aluminiumlegeringen een lagere dichtheid, waardoor ze veel lichter zijn: ze wegen slechts 34% van het gewicht van staal bij hetzelfde volume. Toch hebben ze vergelijkbare sterkte-eigenschappen als staal. Bovendien vertonen aluminiumlegeringen een uitstekende elasticiteit en corrosiebestendigheid, terwijl ze lagere onderhoudskosten voor de constructie hebben. Hierdoor vinden ze veelvuldig toepassing in de moderne bruggenbouw.
China heeft ook aanzienlijke vooruitgang geboekt in de bruggenbouw. De Zhaozhoubrug, die al meer dan 1500 jaar bestaat, is een van de hoogtepunten van de oude Chinese bruggenbouw. In de moderne tijd bouwde China, met hulp van de voormalige Sovjet-Unie, ook verschillende stalen bruggen, waaronder de Yangtze-rivierbruggen in Nanjing en Wuhan, evenals de Parelrivierbrug in Guangzhou. De toepassing van bruggen van aluminiumlegering in China lijkt echter beperkt te zijn. De eerste brug met een constructie van aluminiumlegering in China was de voetgangersbrug aan de Qingchun Road in Hangzhou, gebouwd in 2007. Deze brug werd ontworpen en geïnstalleerd door Duitse bruggenbouwers en alle materialen werden uit Duitsland geïmporteerd. In hetzelfde jaar werd de voetgangersbrug in Xujiahui, Shanghai, volledig in eigen land ontwikkeld en geproduceerd met behulp van aluminiumlegeringen. Deze brug was voornamelijk gemaakt van aluminiumlegering 6061-T6 en kon, ondanks zijn eigen gewicht van 15 ton, een belasting van 50 ton dragen.
In de toekomst hebben bruggen van aluminiumlegeringen in China grote ontwikkelingsperspectieven, en wel om verschillende redenen:
1 De aanleg van hogesnelheidslijnen in China bloeit, vooral in de complexe gebieden van westelijke regio's met talloze valleien en rivieren. Bruggen van aluminiumlegering zullen, vanwege hun gemakkelijke transport en lichte gewicht, naar verwachting een aanzienlijke potentiële markt vormen.
2 Stalen materialen zijn gevoelig voor roest en presteren slecht bij lage temperaturen. Corrosie van staal heeft een aanzienlijke invloed op de stabiliteit van bruggen, wat resulteert in hogere onderhoudskosten en veiligheidsrisico's. Aluminiumlegeringen daarentegen hebben een sterke corrosiebestendigheid en presteren goed bij lage temperaturen, waardoor ze geschikt zijn voor verschillende klimaatomstandigheden en een lange levensduur garanderen. Hoewel bruggen van aluminiumlegeringen hogere initiële bouwkosten kunnen hebben, kunnen hun lage onderhoudskosten het kostenverschil op de lange termijn helpen verkleinen.
3 Het onderzoek naar aluminium brugpanelen, zowel nationaal als internationaal, is goed ontwikkeld en deze materialen worden veel gebruikt. Vooruitgang in materiaalonderzoek biedt technische zekerheid voor de ontwikkeling van nieuwe legeringen die voldoen aan verschillende prestatie-eisen. Chinese aluminiumproducenten, waaronder industriële giganten zoals Liaoning Zhongwang, hebben hun focus geleidelijk verlegd naar industriële aluminiumprofielen en daarmee de basis gelegd voor de bouw van bruggen van aluminiumlegeringen.
4 De snelle aanleg van metro's in grote Chinese steden stelt hoge eisen aan bovengrondse constructies. Vanwege hun aanzienlijke gewichtsvoordelen is het te verwachten dat er in de toekomst meer voetgangers- en snelwegbruggen van aluminiumlegering zullen worden ontworpen en gebruikt.
Bewerkt door May Jiang van MAT Aluminum
Geplaatst op: 15 mei 2024
