Broer er en viktig oppfinnelse i menneskets historie. Fra eldgamle tider da folk brukte felte trær og stablet stein for å krysse vannveier og raviner, til bruk av buebroer og til og med skråbroer, har utviklingen vært bemerkelsesverdig. Den nylige åpningen av Hong Kong-Zhuhai-Macao-broen markerer en avgjørende milepæl i broens historie. I moderne brokonstruksjon, i tillegg til å bruke armerte betongkonstruksjoner, har metallmaterialer, spesielt aluminiumslegeringer, blitt hovedvalget på grunn av deres forskjellige fordeler.
I 1933 ble verdens første brodekke i aluminiumslegering brukt på en bro som spenner over en elv i Pittsburgh i USA. Mer enn ti år senere, i 1949, fullførte Canada en buebro av aluminium som spenner over Saguenay-elven i Quebec, med et enkelt spenn som nådde 88,4 meter. Denne broen var verdens første struktur i en aluminiumslegering. Broen hadde ca. 15 meter høye brygger 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 strukturelle broer i aluminiumslegering vært ustoppelig. Mellom 1949 og 1985 konstruerte Storbritannia omtrent 35 strukturelle broer i aluminiumslegering, mens Tyskland bygde rundt 20 slike broer mellom 1950 og 1970. Byggingen av en rekke broer ga verdifull erfaring for fremtidige brobyggere av 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 korrosjonsmotstand samtidig som de har lavere strukturelle vedlikeholdskostnader. Som et resultat har de funnet omfattende anvendelse i moderne brokonstruksjon.
Kina har også gjort betydelige fremskritt i brobygging. Zhaozhou-broen, som har stått i over 1500 år, er en av de største prestasjonene til gammel kinesisk broteknikk. I moderne tid, med bistand fra det tidligere Sovjetunionen, bygde Kina også flere stålbroer, inkludert Yangtze-elven-broene i Nanjing og Wuhan, samt Pearl River Bridge i Guangzhou. Imidlertid ser det ut til at bruken av aluminiumslegeringsbroer i Kina er begrenset. Den første strukturelle broen i aluminiumslegering i Kina var gangbroen på Qingchun Road i Hangzhou, bygget i 2007. Denne broen ble designet og installert av tyske broingeniører, og alt materiale ble importert fra Tyskland. Samme år ble fotgjengerbroen i Xujiahui, Shanghai, fullstendig utviklet og produsert innenlands ved bruk av aluminiumslegeringsstrukturer. Den brukte først og fremst 6061-T6 aluminiumslegering, og til tross for sin egenvekt på 15 tonn, kunne den tåle en last på 50 tonn.
I fremtiden har aluminiumslegeringsbroer store utviklingsmuligheter i Kina av flere grunner:
1 Kinas høyhastighetsjernbanekonstruksjon blomstrer, spesielt i det komplekse terrenget i vestlige regioner med mange daler og elver. Aluminiumslegeringsbroer, på grunn av deres lette transport og lette egenskaper, forventes å ha et betydelig potensielt marked.
2 Stålmaterialer er utsatt for rust og har dårlig ytelse i lave temperaturer. Korrosjon av stål påvirker brostabiliteten betydelig, noe som resulterer i høyere vedlikeholdskostnader og sikkerhetsfarer. Derimot har aluminiumslegeringsmaterialer sterk korrosjonsbestandighet og fungerer godt i lave temperaturer, noe som gjør dem egnet for ulike klimaforhold og sikrer langsiktig holdbarhet. Mens aluminiumslegeringsbroer kan ha høyere opprinnelige byggekostnader, kan deres lave vedlikeholdsutgifter 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 aluminiumsprodusenter, inkludert industrigiganter som Liaoning Zhongwang, har gradvis skiftet fokus til industrielle aluminiumsprofiler, og legger grunnlaget for brokonstruksjon i aluminiumslegering.
4 Rask bybygging av T-bane i store kinesiske byer stiller strenge krav til strukturer fra over bakken. På grunn av deres betydelige vektfordeler, er det forutsigbart at flere fotgjenger- og motorveibroer i aluminiumslegering vil bli designet og brukt i fremtiden.
Redigert av May Jiang fra MAT Aluminium
Innleggstid: 15. mai 2024
