橋は人類の歴史において重要な発明です。伐採した木や積み上げた石を使って水路や渓谷を渡ってきた古代から、アーチ橋、さらには斜張橋まで、その進化は目覚ましいものがあります。最近の香港・珠海・マカオ大橋の開通は、橋の歴史における重要なマイルストーンとなる。現代の橋梁建設では、鉄筋コンクリート構造に加え、さまざまな利点からアルミニウム合金を中心とした金属材料が主流となっています。
1933 年、米国ピッツバーグの川にかかる橋に世界初のアルミニウム合金橋床版が使用されました。 10 年以上後の 1949 年、カナダはケベック州のサグネ川に架かる単一径間 88.4 メートルの全アルミニウム製アーチ橋を完成させました。この橋は世界初の全アルミニウム合金構造物でした。橋には高さ約 15 メートルの橋脚があり、車両通行用に 2 車線がありました。 2014-T6 アルミニウム合金を使用し、総重量は 163 トンでした。当初計画の鋼橋と比較して約56％の軽量化を実現した。
それ以来、アルミニウム合金構造橋のトレンドは止まらない。 1949 年から 1985 年にかけて、英国は約 35 のアルミニウム合金構造橋を建設しましたが、ドイツは 1950 年から 1970 年にかけてそのような橋を約 20 建設しました。数多くの橋の建設は、将来のアルミニウム合金橋の建設者にとって貴重な経験となりました。
アルミニウム合金材料は鋼に比べて密度が低いため、同じ体積の重量が鋼のわずか 34% と非常に軽量です。それでいて、鋼と同様の強度特性を持っています。さらに、アルミニウム合金は優れた弾性と耐食性を示しながら、構造維持コストが低くなります。その結果、現代の橋の建設に広範囲に応用されるようになりました。
中国は橋の建設でも大きな進歩を遂げた。 1500 年以上の歴史を誇る趙州橋は、古代中国の橋梁工学の最高傑作の 1 つです。近代になって、中国は旧ソ連の支援を受けて、南京と武漢の長江橋や広州の珠江橋など、いくつかの鋼橋を建設した。しかし、中国におけるアルミニウム合金橋の用途は限られているようです。中国初のアルミニウム合金構造橋は、2007 年に建設された杭州の青春路の歩道橋でした。この橋はドイツの橋梁技術者によって設計および設置され、材料はすべてドイツから輸入されました。同年、上海徐家匯の歩道橋は、すべてアルミニウム合金構造を使用して国内で開発、製造されました。主に 6061-T6 アルミニウム合金が使用されており、自重 15 トンにもかかわらず、50 トンの荷重を支えることができました。
将来、中国ではアルミニウム合金橋の発展が大きく見込まれる理由がいくつかあります。
1 中国の高速鉄道建設は、特に渓谷や川が数多くある西部地域の複雑な地形で急成長している。アルミニウム合金橋は、輸送が容易で軽量であるため、大きな潜在市場があると期待されています。
2 鋼材は錆びやすく、低温では性能が低下します。鋼材の腐食は橋の安定性に大きな影響を与え、その結果、維持費の増加と安全上の危険が生じます。対照的に、アルミニウム合金材料は耐食性が高く、低温でも優れた性能を発揮するため、さまざまな気候条件に適しており、長期の耐久性が保証されます。アルミニウム合金橋は初期建設コストが高くなる可能性がありますが、メンテナンス費用が低いため、時間の経過とともにコストの差を縮めることができます。
3 アルミブリッジパネルに関する研究は国内外で盛んに行われており、これらの材料は広く使用されています。材料研究の進歩により、さまざまな性能要件を満たす新しい合金を開発するための技術的保証が得られます。遼寧省中旺などの業界大手を含む中国のアルミニウムメーカーは、徐々に工業用アルミニウム形材に焦点を移し、アルミニウム合金橋建設の基礎を築いている。
4 中国の主要都市では都市地下鉄の急速な建設が進められており、地上からの構造に対して厳しい要件が課されています。重量に大きな利点があるため、将来的にはより多くのアルミニウム合金製の歩道橋や高速道路橋が設計され、使用されることが予想されます。
MAT Aluminium の May Jiang が編集
投稿日時: 2024 年 5 月 15 日
