Broer er en betydelig oppfinnelse i menneskets historie. Fra oldtiden da folk brukte felte trær og stablede steiner for å krysse vannveier og raviner, til bruk av buebroer og til og med skråstagsbroer, har utviklingen vært bemerkelsesverdig. Den nylige åpningen av Hong Kong-Zhuhai-Macao-broen markerer en avgjørende milepæl i broenes historie. I moderne brokonstruksjon har metallmaterialer, spesielt aluminiumslegeringer, i tillegg til bruk av armerte betongkonstruksjoner, blitt det vanligste valget på grunn av deres ulike fordeler.
I 1933 ble verdens første brodekke i aluminiumslegering brukt på en bro som krysser en elv i Pittsburgh i USA. Mer enn ti år senere, i 1949, ferdigstilte Canada en buebro i helaluminium som krysser Saguenay-elven i Quebec, med et enkelt spenn på 88,4 meter. Denne broen var verdens første konstruksjon i helaluminiumslegering. Broen hadde pilarer som var omtrent 15 meter høye og to kjørefelt for kjøretøytrafikk. Den brukte 2014-T6 aluminiumslegering og hadde en totalvekt på 163 tonn. Sammenlignet med den opprinnelig planlagte stålbroen, reduserte den vekten med omtrent 56 %.
Siden den gang har trenden med strukturbroer i aluminiumslegering vært ustoppelig. Mellom 1949 og 1985 konstruerte Storbritannia omtrent 35 strukturbroer i aluminiumslegering, mens Tyskland bygde rundt 20 slike broer mellom 1950 og 1970. Byggingen av en rekke broer ga verdifull erfaring for fremtidige brobyggere i aluminiumslegering.
Sammenlignet med stål har aluminiumslegeringsmaterialer en lavere tetthet, noe som gjør dem mye lettere, med bare 34 % av vekten av stål for samme volum. Likevel har de styrkeegenskaper som ligner på stål. I tillegg viser aluminiumslegeringer utmerket elastisitet og korrosjonsbestandighet, samtidig som de har lavere strukturelle vedlikeholdskostnader. Som et resultat har de funnet omfattende bruk i moderne brokonstruksjon.
Kina har også gjort betydelige fremskritt innen brobygging. Zhaozhou-broen, som har stått i over 1500 år, er en av de største prestasjonene innen gammel kinesisk broteknikk. I moderne tid, med hjelp fra det tidligere Sovjetunionen, bygde Kina også flere stålbroer, inkludert Yangtze-elvebroene i Nanjing og Wuhan, samt Pearl River-broen i Guangzhou. Bruken av aluminiumslegeringsbroer i Kina ser imidlertid ut til å være begrenset. Den første strukturbroen i aluminiumslegering i Kina var gangbroen på Qingchun-veien i Hangzhou, bygget i 2007. Denne broen ble designet og installert av tyske broingeniører, og alle materialer ble importert fra Tyskland. Samme år ble gangbroen i Xujiahui, Shanghai, fullstendig utviklet og produsert innenlands ved hjelp av aluminiumslegeringskonstruksjoner. Den brukte primært 6061-T6 aluminiumslegering, og til tross for sin egenvekt på 15 tonn, kunne den bære en last på 50 tonn.
I fremtiden har broer av aluminiumslegering store utviklingsmuligheter i Kina av flere grunner:
1 Kinas høyhastighetstogbygging blomstrer, spesielt i det komplekse terrenget i vestlige regioner med mange daler og elver. Bruer av aluminiumslegering forventes å ha et betydelig potensielt marked på grunn av sin enkle transport og lette egenskaper.
2 Stålmaterialer er utsatt for rust og har dårlig ytelse i lave temperaturer. Korrosjon av stål påvirker broens stabilitet betydelig, noe som resulterer i høyere vedlikeholdskostnader og sikkerhetsfarer. Aluminiumslegeringsmaterialer har derimot sterk korrosjonsbestandighet og yter godt i lave temperaturer, noe som gjør dem egnet for ulike klimaforhold og sikrer langsiktig holdbarhet. Selv om broer av aluminiumslegering kan ha høyere byggekostnader i utgangspunktet, kan de lave vedlikeholdskostnadene bidra til å redusere kostnadsgapet over tid.
3 Forskning på aluminiumsbropaneler, både nasjonalt og internasjonalt, er godt utviklet, og disse materialene er mye brukt. Fremskritt innen materialforskning gir teknisk sikkerhet for utvikling av nye legeringer som oppfyller ulike ytelseskrav. Kinesiske aluminiumprodusenter, inkludert industrigiganter som Liaoning Zhongwang, har gradvis flyttet fokuset til industrielle aluminiumsprofiler, og lagt grunnlaget for konstruksjon av aluminiumsbroer.
4 Rask bygging av t-baner i store kinesiske byer stiller strenge krav til konstruksjoner fra over bakken. På grunn av deres betydelige vektfordeler er det forutsigbart at flere gang- og motorveibroer i aluminiumslegering vil bli designet og brukt i fremtiden.
Redigert av May Jiang fra MAT Aluminum
Publiseringstid: 15. mai 2024
