Brýr eru mikilvæg uppfinning í mannkynssögunni. Frá fornu fari þegar fólk notaði felld tré og staflað grjóti til að fara yfir vatnaleiðir og gil, til notkunar á bogabrýr og jafnvel snúrubrúum, hefur þróunin verið ótrúleg. Nýleg opnun Hong Kong-Zhuhai-Macao brúarinnar markar mikilvægan áfanga í sögu brúa. Í nútíma brúarsmíði, auk þess að nota járnbentri steinsteypumannvirki, hafa málmefni, sérstaklega álblöndur, orðið almennt val vegna margvíslegra kosta þeirra.
Árið 1933 var fyrsta brúarþilfar af áli í heiminum notað á brú sem liggur yfir á í Pittsburgh í Bandaríkjunum. Rúmum tíu árum síðar, árið 1949, kláraði Kanada bogabrú úr áli sem spannar Saguenay ána í Quebec, með einni breidd sem náði 88,4 metrum. Þessi brú var fyrsta mannvirkið úr áli í heiminum. Brúin var með um það bil 15 metra háum bryggjum og tvær akreinar fyrir umferð ökutækja. Hann notaði 2014-T6 álblöndu og var 163 tonn að heildarþyngd. Í samanburði við upphaflega fyrirhugaða stálbrú minnkaði hún þyngd um 56%.
Síðan þá hefur þróun burðarbrúa úr áli verið óstöðvandi. Á árunum 1949 til 1985 smíðaði Bretland um það bil 35 byggingabrýr úr áli, en Þýskaland byggði um 20 slíkar brýr á árunum 1950 til 1970. Smíði fjölda brúa veitti verðmæta reynslu fyrir framtíðarbrúarsmiði úr áli.
Í samanburði við stál hafa álefni lægri eðlismassa, sem gerir þau mun léttari, með aðeins 34% af þyngd stáls fyrir sama rúmmál. Samt hafa þeir styrkleikaeiginleika svipað og stál. Að auki sýna álblöndur framúrskarandi mýkt og tæringarþol en hafa lægri viðhaldskostnað. Þess vegna hafa þeir fundið víðtæka notkun í nútíma brúarsmíði.
Kína hefur einnig tekið verulegum framförum í brúarsmíði. Zhaozhou brúin, sem hefur staðið í meira en 1500 ár, er eitt af toppafrekum fornrar kínverskrar brúarverkfræði. Í nútímanum, með aðstoð fyrrverandi Sovétríkjanna, byggði Kína einnig nokkrar stálbrýr, þar á meðal Yangtze-fljótsbrýrnar í Nanjing og Wuhan, auk Perluárbrúarinnar í Guangzhou. Hins vegar virðist notkun brúa úr áli í Kína vera takmörkuð. Fyrsta burðarbrúin úr áli í Kína var göngubrúin á Qingchun Road í Hangzhou, byggð árið 2007. Þessi brú var hönnuð og sett upp af þýskum brúarverkfræðingum og allt efni var flutt inn frá Þýskalandi. Á sama ári var göngubrúin í Xujiahui, Shanghai, að öllu leyti þróuð og framleidd innanlands með því að nota álblöndur. Hann notaði fyrst og fremst 6061-T6 álblöndu og gat, þrátt fyrir 15 tonna sjálfsþyngd sína, borið 50 tonna hleðslu.
Í framtíðinni hafa álbrýr miklar þróunarhorfur í Kína af ýmsum ástæðum:
1 Mikill uppgangur er í byggingu háhraðajárnbrauta í Kína, sérstaklega í flóknu landslagi vestrænna svæða með fjölmörgum dölum og ám. Búist er við að brýr úr áli, vegna auðveldra flutninga og léttra eiginleika, hafi verulegan mögulegan markað.
2 Stálefni eru viðkvæm fyrir ryð og hafa lélega frammistöðu við lágt hitastig. Tæring á stáli hefur veruleg áhrif á stöðugleika brúarinnar, sem leiðir til hærri viðhaldskostnaðar og öryggisáhættu. Aftur á móti hafa álefni sterka tæringarþol og standa sig vel við lágt hitastig, sem gerir þau hentug fyrir mismunandi loftslagsaðstæður og tryggir langtíma endingu. Þó að álbrýr geti haft hærri upphaflega byggingarkostnað, getur lág viðhaldskostnaður þeirra hjálpað til við að draga úr kostnaðarbilinu með tímanum.
3 Rannsóknir á brúarplötum úr áli, bæði innanlands og erlendis, eru vel þróaðar og eru þessi efni mikið notuð. Framfarir í efnisrannsóknum veita tæknilega tryggingu fyrir þróun nýrra málmblöndur sem uppfylla mismunandi frammistöðukröfur. Kínverskir álframleiðendur, þar á meðal risar í iðnaði eins og Liaoning Zhongwang, hafa smám saman fært áherslur sínar yfir á iðnaðar álprófíla og lagt grunninn að brúarsmíði úr áli.
4 Hröð bygging neðanjarðarlestar í þéttbýli í helstu kínverskum borgum gerir strangar kröfur til mannvirkja ofanjarðar. Vegna umtalsverðra þyngdarkosta þeirra er fyrirsjáanlegt að fleiri göngu- og þjóðvegabrýr úr áli verði hannaðar og notaðar í framtíðinni.
Ritstýrt af May Jiang frá MAT Aluminum
Birtingartími: 15. maí 2024
