Alumīnija sakausējuma materiāli tiltu būvniecībai pakāpeniski kļūst par galveno virzienu, un alumīnija sakausējuma tiltu nākotne izskatās daudzsološa

Tilti ir nozīmīgs izgudrojums cilvēces vēsturē. Kopš seniem laikiem, kad cilvēki izmantoja nocirstus kokus un sakrautus akmeņus, lai šķērsotu ūdensceļus un gravas, līdz arkveida tiltu un pat vanšu tiltu izmantošanai, evolūcija ir bijusi ievērojama. Nesen atklātais Honkongas-Džuhajas-Makao tilts iezīmē būtisku pagrieziena punktu tiltu vēsturē. Mūsdienu tiltu būvniecībā papildus dzelzsbetona konstrukciju izmantošanai metāla materiāli, īpaši alumīnija sakausējumi, ir kļuvuši par galveno izvēli to dažādo priekšrocību dēļ.

1933. gadā Pitsburgā, ASV, uz tilta, kas šķērsoja upi, tika izmantots pasaulē pirmais alumīnija sakausējuma tilta klājs. Vairāk nekā desmit gadus vēlāk, 1949. gadā, Kanāda pabeidza pilnībā no alumīnija izgatavota arkas tilta būvniecību pār Sagenē upi Kvebekā, kura viena laiduma garums sasniedza 88,4 metrus. Šis tilts bija pasaulē pirmā pilnībā no alumīnija sakausējuma izgatavotā konstrukcija. Tiltam bija aptuveni 15 metrus augsti balsti un divas joslas transportlīdzekļu satiksmei. Tajā tika izmantots 2014-T6 alumīnija sakausējums, un tā kopējais svars bija 163 tonnas. Salīdzinot ar sākotnēji plānoto tērauda tiltu, tā svars tika samazināts par aptuveni 56 %.

Kopš tā laika alumīnija sakausējuma konstrukciju tiltu tendence ir bijusi neapturama. Laikā no 1949. līdz 1985. gadam Apvienotā Karaliste uzbūvēja aptuveni 35 alumīnija sakausējuma konstrukciju tiltus, savukārt Vācija laikā no 1950. līdz 1970. gadam uzbūvēja aptuveni 20 šādus tiltus. Daudzu tiltu būvniecība sniedza vērtīgu pieredzi topošajiem alumīnija sakausējuma tiltu būvētājiem.

Salīdzinot ar tēraudu, alumīnija sakausējumu materiāliem ir zemāks blīvums, tāpēc tie ir daudz vieglāki, ar tikai 34% no tērauda svara vienā tilpumā. Tomēr to izturības raksturlielumi ir līdzīgi tēraudam. Turklāt alumīnija sakausējumiem ir lieliska elastība un izturība pret koroziju, vienlaikus samazinot konstrukcijas uzturēšanas izmaksas. Tā rezultātā tie ir atraduši plašu pielietojumu mūsdienu tiltu būvniecībā.

Arī Ķīna ir spērusi ievērojamus soļus tiltu būvniecībā. Džaodžou tilts, kas pastāv jau vairāk nekā 1500 gadus, ir viens no senās Ķīnas tiltu inženierijas lielākajiem sasniegumiem. Mūsdienās ar bijušās Padomju Savienības palīdzību Ķīna uzbūvēja arī vairākus tērauda tiltus, tostarp Jandzi upes tiltus Naņdzjinā un Uhaņā, kā arī Pērļu upes tiltu Guandžou. Tomēr alumīnija sakausējuma tiltu pielietojums Ķīnā šķiet ierobežots. Pirmais alumīnija sakausējuma konstrukcijas tilts Ķīnā bija gājēju tilts Cjinčuņas ceļā Handžou, kas tika uzcelts 2007. gadā. Šo tiltu projektēja un uzstādīja vācu tiltu inženieri, un visi materiāli tika importēti no Vācijas. Tajā pašā gadā gājēju tilts Sjudzjahui, Šanhajā, tika pilnībā izstrādāts un ražots vietējā tirgū, izmantojot alumīnija sakausējuma konstrukcijas. Tajā galvenokārt tika izmantots 6061-T6 alumīnija sakausējums, un, neskatoties uz tā 15 tonnu pašsvaru, tas varēja izturēt 50 tonnu slodzi.

Nākotnē alumīnija sakausējuma tiltiem Ķīnā ir plašas attīstības perspektīvas vairāku iemeslu dēļ:

1 Ķīnas ātrgaitas dzelzceļa būvniecība piedzīvo uzplaukumu, īpaši rietumu reģionu sarežģītajos reljefos ar daudzām ielejām un upēm. Paredzams, ka alumīnija sakausējuma tiltiem to vieglās transportēšanas un vieglā svara dēļ būs ievērojams potenciālais tirgus.

2 Tērauda materiāli ir pakļauti rūsēšanai un tiem ir slikta veiktspēja zemā temperatūrā. Tērauda korozija būtiski ietekmē tiltu stabilitāti, kā rezultātā palielinās uzturēšanas izmaksas un drošības apdraudējumi. Turpretī alumīnija sakausējuma materiāliem ir spēcīga izturība pret koroziju un tie labi darbojas zemā temperatūrā, padarot tos piemērotus dažādiem klimatiskajiem apstākļiem un nodrošinot ilgtermiņa izturību. Lai gan alumīnija sakausējuma tiltiem var būt augstākas sākotnējās būvniecības izmaksas, to zemās uzturēšanas izmaksas var palīdzēt samazināt izmaksu starpību laika gaitā.

3 Pētījumi par alumīnija tiltu paneļiem gan vietējā, gan starptautiskā mērogā ir labi attīstīti, un šie materiāli tiek plaši izmantoti. Materiālu pētījumu sasniegumi sniedz tehnisku pārliecību jaunu sakausējumu izstrādei, kas atbilst dažādām veiktspējas prasībām. Ķīnas alumīnija ražotāji, tostarp tādi nozares giganti kā Liaoning Zhongwang, ir pakāpeniski pārorientējuši savu uzmanību uz rūpnieciskajiem alumīnija profiliem, liekot pamatus alumīnija sakausējumu tiltu būvniecībai.

4. Strauja pilsētu metro būvniecība lielākajās Ķīnas pilsētās izvirza stingras prasības virszemes konstrukcijām. To ievērojamo svara priekšrocību dēļ ir paredzams, ka nākotnē tiks projektēti un izmantoti vairāk alumīnija sakausējuma gājēju un automaģistrāļu tiltu.

Rediģēja Meja Dzjana no MAT Aluminum