Bruggen zijn een belangrijke uitvinding in de menselijke geschiedenis. Vanaf 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 Hong Kong-Zhuhai-Macau-brug markeert een cruciale mijlpaal in de geschiedenis van bruggen. In de moderne bruggenbouw zijn, naast het gebruik van gewapende betonconstructies, metalen materialen, met name aluminiumlegeringen, de reguliere keuze geworden vanwege hun verschillende 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 rivier de Saguenay in Quebec, met een enkele overspanning van 88,4 meter. Deze brug was 's werelds eerste volledig uit aluminiumlegering bestaande constructie. De brug had pijlers van ongeveer 15 meter hoog en twee rijstroken voor autoverkeer. Het gebruikte een aluminiumlegering T6 2014 en had een totaalgewicht van 163 ton. Vergeleken met de oorspronkelijk geplande stalen brug verminderde het gewicht met ongeveer 56%.
Sindsdien is de trend van structurele bruggen van aluminiumlegeringen niet meer te stoppen. Tussen 1949 en 1985 bouwde het Verenigd Koninkrijk ongeveer 35 structurele bruggen van aluminiumlegeringen, terwijl Duitsland tussen 1950 en 1970 ongeveer twintig van dergelijke bruggen bouwde. De bouw van talrijke bruggen leverde waardevolle ervaring op voor toekomstige bruggenbouwers van aluminiumlegeringen.
Vergeleken met staal hebben materialen van aluminiumlegeringen een lagere dichtheid, waardoor ze veel lichter zijn, met slechts 34% van het gewicht van staal voor hetzelfde volume. Toch hebben ze sterkte-eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van staal. Bovendien vertonen aluminiumlegeringen een uitstekende elasticiteit en corrosieweerstand, terwijl ze lagere structurele onderhoudskosten hebben. Als gevolg hiervan hebben ze uitgebreide toepassing gevonden in de moderne bruggenbouw.
Ook op het gebied van de bruggenbouw heeft China aanzienlijke vooruitgang geboekt. De Zhaozhou-brug, die al meer dan 1500 jaar bestaat, is een van de topprestaties van de oude Chinese brugtechniek. In de moderne tijd bouwde China, met de hulp van de voormalige Sovjet-Unie, ook verschillende stalen bruggen, waaronder de Yangtze-rivierbruggen in Nanjing en Wuhan, evenals de Pearl River-brug in Guangzhou. De toepassing van bruggen van aluminiumlegeringen in China lijkt echter beperkt te zijn. De eerste structurele brug van aluminiumlegering in China was de voetgangersbrug aan de Qingchun Road in Hangzhou, gebouwd in 2007. Deze brug is ontworpen en geïnstalleerd door Duitse brugingenieurs en alle materialen werden geïmporteerd uit Duitsland. In hetzelfde jaar werd de voetgangersbrug in Xujiahui, Shanghai, volledig in eigen land ontwikkeld en vervaardigd met behulp van structuren van aluminiumlegeringen. Het maakte voornamelijk gebruik van een 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 om verschillende redenen enorme ontwikkelingsperspectieven in China:
1 De aanleg van hogesnelheidslijnen in China bloeit, vooral op de complexe terreinen van de westelijke regio's met talloze valleien en rivieren. Bruggen van aluminiumlegeringen zullen, vanwege hun transportgemak en lichtgewichteigenschappen, naar verwachting een aanzienlijke potentiële markt hebben.
2 Stalen materialen zijn gevoelig voor roest en presteren slecht bij lage temperaturen. Corrosie van staal heeft een aanzienlijke invloed op de stabiliteit van de brug, wat resulteert in hogere onderhoudskosten en veiligheidsrisico's. Materialen van aluminiumlegeringen hebben daarentegen een sterke corrosieweerstand en presteren goed bij lage temperaturen, waardoor ze geschikt zijn voor verschillende klimaatomstandigheden en duurzaamheid op de lange termijn garanderen. Hoewel bruggen van aluminiumlegeringen hogere initiële bouwkosten kunnen hebben, kunnen hun lage onderhoudskosten het kostenverschil in de loop van de tijd helpen verkleinen.
3 Onderzoek naar aluminium brugpanelen, zowel nationaal als internationaal, is goed ontwikkeld en deze materialen worden op grote schaal gebruikt. Vooruitgang in materiaalonderzoek biedt technische zekerheid voor de ontwikkeling van nieuwe legeringen die aan verschillende prestatie-eisen voldoen. Chinese aluminiumfabrikanten, waaronder industriegiganten als Liaoning Zhongwang, hebben hun focus geleidelijk verlegd naar industriële aluminiumprofielen, waarmee ze de basis hebben gelegd voor de constructie van bruggen van aluminiumlegeringen.
4 De snelle aanleg van stedelijke metrolijnen in grote Chinese steden stelt strenge eisen aan bovengrondse constructies. Vanwege hun aanzienlijke gewichtsvoordelen is het te verwachten dat er in de toekomst meer voetgangers- en snelwegbruggen van aluminiumlegeringen zullen worden ontworpen en gebruikt.
Bewerkt door May Jiang van MAT Aluminium
Posttijd: 15 mei 2024
