วัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมสำหรับการก่อสร้างสะพานจะค่อยๆกลายเป็นกระแสหลักและอนาคตของสะพานอลูมิเนียมอัลลอย

สะพานเป็นสิ่งประดิษฐ์ที่สำคัญในประวัติศาสตร์ของมนุษย์ จากสมัยโบราณเมื่อผู้คนใช้ต้นไม้ที่ถูกโค่นและหินซ้อนไปข้ามทางน้ำและหุบเขาไปจนถึงการใช้สะพานโค้งและสะพานที่ตั้งอยู่สายเคเบิลวิวัฒนาการนั้นน่าทึ่งมาก การเปิดตัวสะพานฮ่องกง-Zhuhai-Macao เมื่อเร็ว ๆ นี้เป็นเหตุการณ์สำคัญที่สำคัญในประวัติศาสตร์ของสะพาน ในการก่อสร้างสะพานที่ทันสมัยนอกเหนือจากการใช้โครงสร้างคอนกรีตแรง, วัสดุโลหะโดยเฉพาะโลหะผสมอลูมิเนียมได้กลายเป็นตัวเลือกที่สำคัญเนื่องจากข้อได้เปรียบต่าง ๆ ของพวกเขา

ในปีพ. ศ. 2476 ดาดฟ้าสะพานอลูมิเนียมอัลลอยด์แห่งแรกของโลกถูกนำมาใช้บนสะพานที่ทอดสายแม่น้ำในพิตต์สเบิร์กในสหรัฐอเมริกา มากกว่าสิบปีต่อมาในปี 1949 แคนาดาได้เสร็จสิ้นสะพานโค้งอลูมิเนียมทั้งหมดซึ่งทอดยาวไปตามแม่น้ำ Saguenay ในควิเบกโดยมีช่วงเดียวถึง 88.4 เมตร สะพานนี้เป็นโครงสร้างโลหะผสมอลูมิเนียมทั้งหมดแรกของโลก สะพานมีท่าเรือสูงประมาณ 15 เมตรและสองเลนสำหรับการจราจรของยานพาหนะ มันใช้โลหะผสมอลูมิเนียม 2014-T6 และมีน้ำหนักรวม 163 ตัน เมื่อเทียบกับสะพานเหล็กที่วางแผนไว้เดิมมันลดน้ำหนักลงประมาณ 56%

ตั้งแต่นั้นมาแนวโน้มของสะพานโครงสร้างโลหะผสมอลูมิเนียมนั้นผ่านพ้นไม่ได้ ระหว่างปี 2492 ถึง 2528 สหราชอาณาจักรสร้างสะพานโครงสร้างโลหะผสมอลูมิเนียมประมาณ 35 แห่งในขณะที่เยอรมนีสร้างสะพานประมาณ 20 แห่งระหว่างปี 2493 และ 2513 การก่อสร้างสะพานจำนวนมากให้ประสบการณ์ที่มีค่าสำหรับผู้สร้างสะพานโลหะผสมอลูมิเนียมในอนาคต

เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กวัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมมีความหนาแน่นต่ำกว่าทำให้เบาลงมากโดยมีน้ำหนักเพียง 34% ของน้ำหนักเหล็กสำหรับปริมาตรเท่ากัน แต่พวกเขามีลักษณะความแข็งแรงคล้ายกับเหล็ก นอกจากนี้โลหะผสมอลูมิเนียมยังมีความยืดหยุ่นและความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมในขณะที่มีต้นทุนการบำรุงรักษาโครงสร้างที่ต่ำกว่า เป็นผลให้พวกเขาพบการใช้งานที่กว้างขวางในการก่อสร้างสะพานที่ทันสมัย

ประเทศจีนได้สร้างความก้าวหน้าอย่างมีนัยสำคัญในการก่อสร้างสะพานเช่นกัน สะพาน Zhaozhou ยืนมานานกว่า 1,500 ปีเป็นหนึ่งในความสำเร็จอันยิ่งใหญ่ของวิศวกรรมสะพานจีนโบราณ ในยุคปัจจุบันด้วยความช่วยเหลือของสหภาพโซเวียตในอดีตจีนยังได้สร้างสะพานเหล็กหลายแห่งรวมถึงสะพานแม่น้ำแยงซีในหนานจิงและหวู่ฮั่นรวมถึงสะพานเพิร์ลริเวอร์ในกวางโจว อย่างไรก็ตามการประยุกต์ใช้สะพานอลูมิเนียมอัลลอยด์ในประเทศจีนดูเหมือนจะถูก จำกัด สะพานโครงสร้างโลหะผสมอลูมิเนียมแห่งแรกในประเทศจีนคือสะพานคนเดินเท้าบนถนนชิงชุนในหางโจวสร้างขึ้นในปี 2550 สะพานนี้ได้รับการออกแบบและติดตั้งโดยวิศวกรสะพานเยอรมันและวัสดุทั้งหมดนำเข้าจากประเทศเยอรมนี ในปีเดียวกันสะพานคนเดินเท้าใน Xujiahui เซี่ยงไฮ้ได้รับการพัฒนาและผลิตในประเทศโดยใช้โครงสร้างโลหะผสมอลูมิเนียม ส่วนใหญ่ใช้โลหะผสมอลูมิเนียม 6061-T6 และแม้จะมีน้ำหนักตัวเอง 15 ตันสามารถรองรับโหลดได้ 50 ตัน

ในอนาคตสะพานอลูมิเนียมอัลลอยด์มีแนวโน้มการพัฒนามากมายในประเทศจีนด้วยเหตุผลหลายประการ:

1 การก่อสร้างรถไฟความเร็วสูงของจีนกำลังเฟื่องฟูโดยเฉพาะอย่างยิ่งในภูมิประเทศที่ซับซ้อนของภูมิภาคตะวันตกที่มีหุบเขาและแม่น้ำมากมาย สะพานอลูมิเนียมอัลลอยด์เนื่องจากความสะดวกในการขนส่งและคุณสมบัติที่มีน้ำหนักเบาคาดว่าจะมีตลาดที่มีศักยภาพที่สำคัญ

วัสดุเหล็ก 2 ชนิดมีแนวโน้มที่จะเกิดสนิมและมีประสิทธิภาพต่ำในอุณหภูมิต่ำ การกัดกร่อนของเหล็กมีผลต่อความเสถียรของสะพานอย่างมีนัยสำคัญส่งผลให้ต้นทุนการบำรุงรักษาสูงขึ้นและอันตรายจากความปลอดภัย ในทางตรงกันข้ามวัสดุอัลลอยอลูมิเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนที่แข็งแกร่งและทำงานได้ดีในอุณหภูมิต่ำทำให้เหมาะสำหรับสภาพภูมิอากาศที่หลากหลายและทำให้มั่นใจได้ถึงความทนทานในระยะยาว ในขณะที่สะพานอลูมิเนียมอัลลอยด์อาจมีต้นทุนการก่อสร้างเริ่มต้นสูงขึ้นค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาต่ำสามารถช่วยลดช่องว่างต้นทุนได้เมื่อเวลาผ่านไป

3 งานวิจัยเกี่ยวกับแผงสะพานอลูมิเนียมทั้งในประเทศและต่างประเทศได้รับการพัฒนามาอย่างดีและวัสดุเหล่านี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย ความก้าวหน้าในการวิจัยวัสดุให้การประกันทางเทคนิคสำหรับการพัฒนาโลหะผสมใหม่ที่ตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน ผู้ผลิตอลูมิเนียมจีนรวมถึงยักษ์ใหญ่ในอุตสาหกรรมเช่น Liaoning Zhongwang ได้ค่อยๆเปลี่ยนโฟกัสไปยังโปรไฟล์อลูมิเนียมอุตสาหกรรมวางรากฐานสำหรับการก่อสร้างสะพานอลูมิเนียมอัลลอยด์

4 การก่อสร้างรถไฟใต้ดินในเมืองอย่างรวดเร็วในเมืองใหญ่ของจีนกำหนดข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับโครงสร้างจากพื้นดินด้านบน เนื่องจากข้อดีของน้ำหนักที่สำคัญของพวกเขาจึงคาดการณ์ได้ว่าอลูมิเนียมอัลลอยด์และสะพานทางหลวงอลูมิเนียมจะได้รับการออกแบบและใช้ในอนาคต

แก้ไขโดย May Jiang จาก Mat Aluminium