Broer er en betydningsfuld opfindelse i menneskets historie. Fra oldtiden, hvor folk brugte fældede træer og stablede sten til at krydse vandveje og kløfter, til brugen af buebroer og endda skråstagsbroer, har udviklingen været bemærkelsesværdig. Den nylige åbning af Hong Kong-Zhuhai-Macao-broen markerer en afgørende milepæl i broernes historie. I moderne brokonstruktion er metalmaterialer, især aluminiumslegeringer, udover brugen af armerede betonkonstruktioner, blevet det almindelige valg på grund af deres forskellige fordele.
I 1933 blev verdens første brodæk af aluminiumslegering brugt på en bro, der spænder over en flod i Pittsburgh i USA. Mere end ti år senere, i 1949, færdiggjorde Canada en buebro helt i aluminium over Saguenay-floden i Quebec, med et enkelt spænd på 88,4 meter. Denne bro var verdens første struktur helt i aluminiumslegering. Broen havde piller, der var cirka 15 meter høje, og to baner til køretøjstrafik. Den brugte 2014-T6 aluminiumslegering og havde en samlet vægt på 163 tons. Sammenlignet med den oprindeligt planlagte stålbro reducerede den vægten med omkring 56 %.
Siden da har trenden med konstruktionsbroer af aluminiumslegeringer været ustoppelig. Mellem 1949 og 1985 konstruerede Storbritannien cirka 35 konstruktionsbroer af aluminiumslegeringer, mens Tyskland byggede omkring 20 sådanne broer mellem 1950 og 1970. Opførelsen af adskillige broer gav værdifuld erfaring for fremtidige brobyggere af aluminiumslegeringer.
Sammenlignet med stål har aluminiumlegeringsmaterialer en lavere densitet, hvilket gør dem meget lettere, med kun 34% af stålets vægt for samme volumen. Alligevel har de styrkeegenskaber, der ligner ståls. Derudover udviser aluminiumlegeringer fremragende elasticitet og korrosionsbestandighed, samtidig med at de har lavere strukturelle vedligeholdelsesomkostninger. Som et resultat har de fundet omfattende anvendelse i moderne brokonstruktion.
Kina har også gjort betydelige fremskridt inden for brokonstruktion. Zhaozhou-broen, der har stået i over 1500 år, er en af de største præstationer inden for oldtidens kinesiske broteknik. I moderne tid byggede Kina med hjælp fra det tidligere Sovjetunionen også adskillige stålbroer, herunder Yangtze-flodbroerne i Nanjing og Wuhan samt Pearl River-broen i Guangzhou. Anvendelsen af aluminiumsbroer i Kina synes dog at være begrænset. Den første strukturbro af aluminiumslegering i Kina var gangbroen på Qingchun Road i Hangzhou, bygget i 2007. Denne bro blev designet og installeret af tyske broingeniører, og alle materialer blev importeret fra Tyskland. Samme år blev gangbroen i Xujiahui, Shanghai, udelukkende udviklet og fremstillet i Kina ved hjælp af aluminiumslegeringskonstruktioner. Den brugte primært 6061-T6 aluminiumslegering og kunne på trods af sin egenvægt på 15 tons bære en belastning på 50 tons.
I fremtiden har broer af aluminiumslegering store udviklingsmuligheder i Kina af flere årsager:
1 Kinas højhastighedstogbyggeri boomer, især i det komplekse terræn i de vestlige regioner med adskillige dale og floder. Broer af aluminiumslegering forventes at have et betydeligt potentielt marked på grund af deres nemme transport og lette egenskaber.
2 Stålmaterialer er tilbøjelige til at ruste og har dårlig ydeevne ved lave temperaturer. Korrosion af stål påvirker broens stabilitet betydeligt, hvilket resulterer i højere vedligeholdelsesomkostninger og sikkerhedsrisici. I modsætning hertil har aluminiumslegeringsmaterialer stærk korrosionsbestandighed og yder godt ved lave temperaturer, hvilket gør dem velegnede til forskellige klimaforhold og sikrer langvarig holdbarhed. Selvom broer af aluminiumslegering kan have højere initiale byggeomkostninger, kan deres lave vedligeholdelsesomkostninger bidrage til at reducere omkostningsforskellen over tid.
3 Forskning i aluminiumsbropaneler, både nationalt og internationalt, er veludviklet, og disse materialer anvendes i vid udstrækning. Fremskridt inden for materialeforskning giver teknisk sikkerhed for udvikling af nye legeringer, der opfylder forskellige ydeevnekrav. Kinesiske aluminiumproducenter, herunder industrigiganter som Liaoning Zhongwang, har gradvist flyttet deres fokus til industrielle aluminiumsprofiler og lagt grundlaget for konstruktion af aluminiumsbroer.
4 Hurtig konstruktion af metroer i større kinesiske byer stiller strenge krav til overjordiske strukturer. På grund af deres betydelige vægtfordele er det forudsigeligt, at der vil blive designet og brugt flere gangbroer og motorvejsbroer af aluminiumslegering i fremtiden.
Redigeret af May Jiang fra MAT Aluminum
Udsendelsestidspunkt: 15. maj 2024
