橋は人類史における重要な発明です。人々が伐採した木や石を積み上げて水路や渓谷を渡っていた古代から、アーチ橋、さらには斜張橋へと進化を遂げ、その進化は目覚ましいものがあります。近年の香港・珠海・マカオ大橋の開通は、橋の歴史における重要な節目です。現代の橋梁建設では、鉄筋コンクリート構造に加え、様々な利点を持つ金属材料、特にアルミニウム合金が主流となっています。
1933年、アメリカ・ピッツバーグの河川に架かる橋に、世界初のアルミニウム合金製橋床版が採用されました。それから10年以上後の1949年、カナダはケベック州サグネ川に、単径間88.4メートルの全アルミニウム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で、橋脚の高さは約15メートル、車両通行帯は2車線でした。2014-T6アルミニウム合金が使用され、総重量は163トンでした。当初計画されていた鋼橋と比較すると、約56%の軽量化を実現しました。
それ以来、アルミニウム合金構造橋梁のトレンドは止まるところを知りませんでした。1949年から1985年の間に、イギリスは約35基のアルミニウム合金構造橋梁を建設し、ドイツは1950年から1970年の間に約20基のアルミニウム合金構造橋梁を建設しました。数多くの橋梁建設は、将来のアルミニウム合金橋梁建設者にとって貴重な経験となりました。
アルミニウム合金は鋼鉄に比べて密度が低いため、同じ体積で比較すると鋼鉄のわずか34%の重量と、非常に軽量です。しかし、鋼鉄と同等の強度特性を備えています。さらに、アルミニウム合金は優れた弾性と耐食性を備え、構造物のメンテナンスコストも低いため、現代の橋梁建設において広く利用されています。
中国は橋梁建設でも大きな進歩を遂げている。1500年以上も建っている趙州橋は、中国古代橋梁工学の最高峰の一つである。近代に入り、中国は旧ソ連の援助を受けて、南京と武漢の揚子江橋や広州の珠江橋など、いくつかの鋼橋も建設した。しかし、中国におけるアルミニウム合金橋の適用は限られているようだ。中国で最初にアルミニウム合金構造を採用した橋は、2007年に建設された杭州市青春路の歩道橋である。この橋はドイツの橋梁技術者によって設計・施工され、すべての資材はドイツから輸入された。同年、上海市徐家匯の歩道橋は、アルミニウム合金構造を採用し、完全に国内で開発・製造された。主に6061-T6アルミニウム合金を使用し、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た。
将来、アルミニウム合金橋梁は、いくつかの理由により、中国で大きな発展の見込みがあります。
1 中国では高速鉄道建設が活況を呈しており、特に西部地域の渓谷や河川の多い複雑な地形において顕著です。アルミニウム合金製の橋梁は、輸送の容易さと軽量性から、大きな潜在市場を持つと期待されています。
2 鋼材は錆びやすく、低温下での性能低下が懸念されます。鋼材の腐食は橋梁の安定性に大きく影響し、メンテナンスコストの増加や安全上のリスクにつながります。一方、アルミニウム合金材は耐食性に優れ、低温下でも優れた性能を発揮するため、様々な気候条件に適応し、長期的な耐久性を確保します。アルミニウム合金橋は初期建設コストが高くなる場合がありますが、メンテナンス費用が低いため、長期的にはコストギャップを縮小することができます。
3 国内外でアルミ橋梁パネルの研究が進んでおり、これらの材料は広く利用されています。材料研究の進歩は、様々な性能要件を満たす新しい合金の開発に技術的な保証をもたらします。遼寧中旺のような業界大手を含む中国のアルミメーカーは、徐々に産業用アルミプロファイルに重点を移し、アルミ合金橋梁建設の基盤を築いてきました。
中国の主要都市における急速な地下鉄建設は、地上構造物に厳しい要件を課しています。アルミニウム合金製の歩道橋や道路橋は、重量面で大きな利点があるため、今後、より多くのアルミニウム合金製の歩道橋や道路橋が設計・使用されることが予想されます。
MAT AluminumのMay Jiangによる編集
投稿日時: 2024年5月15日
