חומרים מסגסוגת אלומיניום לבניית גשרים הופכים בהדרגה למיינסטרים, והעתיד של גשרים מסגסוגת אלומיניום נראה מבטיח

גשרים הם המצאה משמעותית בהיסטוריה האנושית. מתקופות קדומות בהן אנשים השתמשו בעצים כרותים וערמו אבנים כדי לחצות נתיבי מים ונקיקים, ועד לשימוש בגשרי קשת ואפילו בגשרי כבלים, האבולוציה הייתה יוצאת דופן. הפתיחה האחרונה של גשר הונג קונג-ג'והאי-מקאו מסמנת אבן דרך מכרעת בהיסטוריה של הגשרים. בבניית גשרים מודרנית, בנוסף לשימוש במבני בטון מזוין, חומרי מתכת, במיוחד סגסוגות אלומיניום, הפכו לבחירה המרכזית בשל יתרונותיהם השונים.

בשנת 1933, סיפון הגשר הראשון בעולם מסגסוגת אלומיניום שימש על גשר המשתרע על נהר בפיטסבורג שבארצות הברית. יותר מעשר שנים מאוחר יותר, בשנת 1949, השלימה קנדה גשר קשתות עשוי אלומיניום המשתרע על נהר סגונאי בקוויבק, עם טווח בודד שהגיע ל-88.4 מטרים. גשר זה היה המבנה הראשון בעולם מסגסוגת אלומיניום. לגשר היו מזחים בגובה של כ-15 מטרים ושני נתיבים לתנועת כלי רכב. הוא השתמש בסגסוגת אלומיניום 2014-T6 ומשקל כולל של 163 טון. בהשוואה לגשר הפלדה שתוכנן במקור, הוא הוריד משקל בכ-56%.

מאז, המגמה של גשרים מבניים מסגסוגת אלומיניום בלתי ניתנת לעצירה. בין 1949 ל-1985, בריטניה בנתה כ-35 גשרים מבניים מסגסוגת אלומיניום, בעוד שגרמניה בנתה כ-20 גשרים כאלה בין 1950 ל-1970. בניית גשרים רבים סיפקה ניסיון רב ערך לבוני גשרים עתידיים מסגסוגת אלומיניום.

בהשוואה לפלדה, לחומרי סגסוגת אלומיניום יש צפיפות נמוכה יותר, מה שהופך אותם לקלים בהרבה, עם רק 34% ממשקל הפלדה באותו נפח. עם זאת, יש להם מאפייני חוזק הדומים לפלדה. בנוסף, סגסוגות אלומיניום מפגינות גמישות מעולה ועמידות בפני קורוזיה תוך עלויות תחזוקה מבניות נמוכות יותר. כתוצאה מכך, הם מצאו יישום נרחב בבניית גשרים מודרנית.

סין עשתה צעדים משמעותיים גם בבניית גשרים. גשר Zhaozhou, הניצב למעלה מ-1500 שנה, הוא אחד מהישגי השיא של הנדסת הגשרים הסינית העתיקה. בעידן המודרני, בסיוע ברית המועצות לשעבר, בנתה סין גם כמה גשרי פלדה, כולל גשרי נהר היאנגצה בנאנג'ינג ובווהאן, וכן גשר נהר הפנינה בגואנגג'ואו. עם זאת, נראה שהיישום של גשרים מסגסוגת אלומיניום בסין מוגבל. הגשר המבני הראשון מסגסוגת אלומיניום בסין היה גשר הולכי הרגל בכביש צ'ינגצ'ון בהאנגג'ואו, שנבנה בשנת 2007. גשר זה תוכנן והותקן על ידי מהנדסי גשרים גרמנים, וכל החומרים יובאו מגרמניה. באותה שנה, גשר הולכי הרגל ב-Xujiahui, שנגחאי, פותח כולו וייצור מקומי באמצעות מבני סגסוגת אלומיניום. הוא השתמש בעיקר בסגסוגת אלומיניום 6061-T6, ולמרות משקלו העצמי של 15 טון, יכול היה לשאת עומס של 50 טון.

בעתיד, לגשרים מסגסוגת אלומיניום יש סיכויי פיתוח עצומים בסין מכמה סיבות:

1 בניית הרכבת המהירה של סין פורחת, במיוחד בשטחים המורכבים של אזורים מערביים עם עמקים ונהרות רבים. גשרים מסגסוגת אלומיניום, בשל קלות ההובלה ותכונותיהם הקלות, צפויים להיות בעלי שוק פוטנציאלי משמעותי.

2 חומרי פלדה נוטים לחלודה ובעלי ביצועים גרועים בטמפרטורות נמוכות. קורוזיה של פלדה משפיעה באופן משמעותי על יציבות הגשר, וכתוצאה מכך עלויות תחזוקה גבוהות יותר וסכנות בטיחותיות. לעומת זאת, לחומרי סגסוגת אלומיניום יש עמידות חזקה בפני קורוזיה ומתפקדים היטב בטמפרטורות נמוכות, מה שהופך אותם למתאימים לתנאי אקלים שונים ומבטיחים עמידות לטווח ארוך. בעוד שלגשרים מסגסוגת אלומיניום יש עלויות בנייה ראשוניות גבוהות יותר, הוצאות התחזוקה הנמוכות שלהם יכולות לעזור להפחית את פער העלויות לאורך זמן.

3 המחקר על לוחות גשרים מאלומיניום, הן מקומיים והן בינלאומיים, מפותח היטב, וחומרים אלו נמצאים בשימוש נרחב. ההתקדמות במחקר החומרים מספקת ביטחון טכני לפיתוח סגסוגות חדשות העונות על דרישות ביצועים שונות. יצרני האלומיניום הסיניים, לרבות ענקיות התעשייה כמו ליאונינג ז'ונגואנג, העבירו בהדרגה את המיקוד לפרופילי אלומיניום תעשייתיים, והניחו את הבסיס לבניית גשרים מסגסוגת אלומיניום.

4 בנייה מהירה של רכבת תחתית עירונית בערים הגדולות בסין מטילה דרישות מחמירות למבנים מלמעלה. בשל יתרונות המשקל המשמעותיים שלהם, ניתן לצפות מראש שיתוכננו וישמשו בעתיד גשרים נוספים להולכי רגל וכבישים מסגסוגת אלומיניום.

עריכה מאי ג'יאנג מ-MAT Aluminium