铝是地球上最丰富的金属元素,占地壳总量的7.5%。1808年,铝是由英国汉弗里·戴维爵士创造,它是明矾的一种身分。铝合金是在纯铝中加入适量其它元素如Si、Cu、Mg、Zn等即为铝合金。
1.2 铝合金运用范围
▲目前铝合金是工业中运用仅次于钢材的金属构造材料,广泛地运用在各个领域,航空航天、高铁、汽车工业、日常工具、电子产品、建筑和桥梁等行业中。
1.3 铝合金的命名规则
▲美国铝合金协会代表的编号系统普遍被接管,以是海内的铝合金代号,基本和美国的同等。第五位字母:根本状态代号(GB/T16475-1996):
T5—从成型温度冷却后人工时效。
T6—固溶处理后人工时效。
1.4 铝合金的特点
二、在桥梁构造中的运用
2.1 国外的运用情形
▲国外铝合金桥梁的一个运用序列
在2007年之前,海内桥梁还没有铝合金运用的先例。至2018年,铝合金桥梁的培植已超过85个春秋(1933——2018年),全天下已建成的铝合金桥(公路桥、铁路桥、过街人行桥)约390座,国外96%以上为公路桥,铁路桥寥寥无几,中国在2016年统计仅有62座,全为过街人行天桥。
▲这座桥是英国1948年建成的天下第一铝合金桥:亨顿坞铝合金开启桥。长37m,宽5.64m。
▲1953年9月30日,在阿伯丁港,由伊丽莎白女王主持了开幕仪式,圣·克莱门特铝合金桥,这座桥跨度只有30m,1975年退役并回收。
▲1948-1950年,加拿大魁北克省阿尔维达建成了一座铝合金上承式拱桥,主跨88.6m,桥梁全长153m,桥面宽10.36m。到目前为止,该桥保持天下铝合金桥跨度记录,2013和2014年之间进行过维修和养护,并且仍在利用之中。
▲1956年,德国首次运用铝合金建筑了施万贝尔桁架人行桥,跨度44.2m,宽5.1m。位于鲁尔地区一条运河上,没经由任何防腐涂装处理,在强堕落环境历经50余年,主体构造无缺
▲1995年 挪威的福什穆桥,是首个用于公路的铝合金箱梁。这座桥除了根本可以说是全铝合金桥,桥梁长38.5m,宽7.4m,分两跨,双向两车道,梁高1.513m。
二十世纪九十年代后,随着铝合金材料工艺的进步和挤压成形技能的成熟,铝合金桥梁的研究建造又进入了新一轮高峰。
▲2003年,英国伦敦皇家芭蕾舞学校渴望之桥,建筑师威尔金索尔,也叫过街花桥,连接皇家芭蕾舞学校与皇家歌剧院,并供应舞蹈演员排练和演出。
▲设计由23个旋转铝框架铰接组成,每个框架之间旋转3.91°,这一组图片是施工过程。这座桥的铝框架外侧用半透明的玻璃表皮装饰连接,下面设置了一层橡木铺装,以适应人通畅。
▲这是一个舞蹈演员穿越空间的隐喻,这是皇家歌剧院演出的建筑序曲——只是几个舞步穿过花街。
▲2003.06,荷兰阿姆斯特丹运河上,MVSA建筑事务所,威斯多克大桥;为行人和骑自行车的人利用。这是一个5m宽,48m长的桥。
▲2009年,澳大利亚,扬切普大桥,这座桥长143m,宽2.5m,在海边,是一座全免掩护的桥梁。
▲这座桥是为行人、马和骑手设计的。这是一个18m单跨全铝桥,3m宽,自重约7t或380kg/m。主构件是125mm和150mm矩形铝型材,全焊接构造。
▲石油钻井平台人行天桥:设计和制造者,马迪集团,2014跨径46.3m,宽1.2m的箱型桁架,这座桥的自重仅为137t或296kg/m。
2.2 海内的运用情形
▲2007年10月,GB50429一2007《铝合金构造设计规范》正式发布,2008年3月正式履行;2010年7月,JGJ/TZ16一2010《铝合金构造工程施工规程》正式发布,2011年3月正式履行,在我国铝合金构造建筑的设计和施工已经有据可依,正逐渐走向成熟。
▲杭州市庆春路中河人行天桥,该桥是中国首座铝合金构造桥梁,2007年3月25日21时竣工,是德国公司设计、制造与培植的,所用铝材也是从德国入口的,主材为6082-T6铝合金。
▲杭州市延安路人行天桥
▲2007年9月29日投入运行的徐家汇人行天桥,由同济大学沈祖炎院士团队设计,形状类似外滩白渡桥,是海内首座完备自主设计、自行制造、自行建造与安装的铝合金构造桥梁,总工期仅37d。
▲西单人行天桥是北京市迎奥运重点工程之一,2008年7月8日投入运行,铝合金上部构造为外资企业承建,大部分铝合金挤压型材海内生产,为6082-T6合金,铝合金步道板等附件从国外入口,为6005-T6铝合金,个中新建一号天桥呈“U”型,主跨38.1m,总长84m,桥面净宽8m,新建二号天桥为“Z”型天桥,主跨32.7m,桥面净宽6m。
▲杭州西湖 新解百天桥口字形人行过街天桥。2013年3月竣工,4月通畅,全长217.55m,宽4.8m,重226t,承载能力4.3kN/m2。
▲杭州西湖 新解百天桥口字形人行过街天桥夜景效果
▲2014年5月27日,宁波第一医院过街人行天桥开通。
▲南宁:中国过街人行铝桥较多的城市,目前已建成41座,14年7座,15年13座,16-17年21座,据18年7月的招标信息,南宁18-22年投资5.4亿,再操持增加90座铝合金天桥。将来该当是环球这类过街天桥较多的城市之一。
▲重庆市彩云湖天桥,高新区创新大道协信天骄城人行天桥。这座铝合金桥于2015年竣工,是重庆市首座这类铝合金桥,总长度约30m,跨径26.4m,桥面净宽4m。
▲甘肃省陇西县铝合金人行天桥:西北地区首座于2017年7月30日建成,仅历时12h一次吊装成功。桥面净宽3.2m,总长约118m,这是中国体量较大的X形天桥。
▲内蒙古首座人行铝天桥在呼和浩特建成
2017年7月21日,该桥跨度33m,桥宽3.4m,行人通畅道净宽3m,桥宽3.4m,桥下机动车净空高5m。
▲北京市长安街-崇文门铝合金天桥也称东单天桥
原桥建于1999年,钢构造桥梁锈蚀严重,于2017年11月拆除重修,2018年1月竣工通畅。后的天桥为铝合金桁架构造,桥梁全长58m,宽3.85m,单跨跨径达到52m,是中国海内单跨最大的铝合金桁架天桥。
▲2017年12月,桂林将新建12座铝合金天桥,这座是乐群路口天桥。
除以上先容的人行过街铝合金天桥外,哈尔滨、黄岩等地也建成了一些这类桥梁。
▲乌兰浩特神骏桥,全部为铝合金构造,是目前天下上最长的铝合金栈桥,2017年3月由土人设计,2018年1月竣工完成。
▲2018/01/31 福州首座铝合金桥投入利用,天桥位于江滨西大道鼓楼区法院旁,周边小区居民可通过天桥直达闽江公园。50m主桥吊装只用了一晚,整座天桥平面支配为“一”字形梯道桥,主桥长约50m,桥面净宽3m,两侧共设置2个梯道,净宽3.6m。
三、在桥面铺装中的运用3.1.国外的运用情形
▲美国虽然不是最早研制铝合金的国家,但却是最早(1933年)把铝合金材料运用于桥梁工程中的国家。早在1933年,铝桥面铺装代替建于1882匹兹堡史密斯菲尔德街大桥的木材和钢桥面铺装,这个运用晚了建筑上利用铝合金整整40年。
▲铝在悬索桥修复中的浸染,铝的高强度和轻盈在早期悬索桥的修复中起着关键浸染。
在法国,在1975年间,三座悬索桥已经用铝铺装修复。这座是1937年培植的悬索桥,也用铝合金桥面铺装更换原来的钢桥面铺装。
▲1987,瑞典的SAPA开拓了一种铝挤压系统以形成构造桥面铺装,紧张目标是在现有桥梁上改换原来的木铺装和混凝土铺装。迄今为止,它已经在瑞典和挪威完成了近80个项目。
▲二十世纪九十年代之后还建筑了大量铝合金桥人行桥,1999年,英国建筑了洛克梅多步辇儿桥,为全长79.95m的斜拉桥,桥面板为蜂窝状铝合金挤压板,厚度30cm,通过横向预应力钢束形成整体,整体构造都雅,很有特色。
▲由于高度限定,为了改进视野,这座悬索人行桥设计是在主梁两侧配备了支撑缆索,使得主梁显得非常轻薄。该桥在河中有两个桥墩,分三跨,81m+144m+108m,总长度为325m;桥面宽4m,采取铝合金桥面板。
▲千禧桥,盖茨黑德,英国:建筑师威尔金索尔,2001大名鼎鼎的盖茨亥德千禧桥,共斥资约4400万美金,总长度126m,最大跨径105m,跨度8.0m,拱高50m,开工韶光1998年,建成韶光2001年9月17日。桥面铺装也采取的铝合金铺装。
▲2009年美国芝加哥尼克尔斯桥,长190m,宽4.6m,桥面铺装也是铝合金,长度2.5m,宽4.6m,拼装构造。
3.2.海内的运用情形
海内铝合金铺装都是和铝合金桁架桥一起运用,专门的铝合金桥面铺装各个高校和科研单位研究过,但是据查到的资料,还没有完备运用和履行。
四、在桥梁护栏中的运用
▲卡斯特桥梁将陆续推出一系列铝合金防撞护栏
五、桥梁培植为什么要用铝合金
▲这个表是美国2016年一份调研报告中铝合金桥梁用度的比例,深蓝色的是须要投资的用度,浅绿色是后期的掩护用度,浅蓝色是后期回收用度,以是总体从全生命周期看,铝合金桥霸占很大的上风。
▲这个表是美国一个桥梁行业协会,对铝合金、木材、钢构造、混凝土,后期掩护用度的整体比较,也可看出铝合金桥的上风。
以是,未来铝合金桥的发展将会越来越有上风。
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