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铝合金结构桥梁自在国外兴起以来,得到了较为广泛的推广、研究和应用,其应用在国外已趋于成熟。虽然铝合金桥梁在国内的起步比较晚,但是应用也稳步前进。其广阔的发展前景可以从以下几点来分析:(1)传统观念的更正:有研究对比了铝桥、混凝土结构、钢结构桥梁的造价、维护费用、使用寿命、环境影响等因素,而且越来越多的工程实例也证实了铝合金的高造价金额可通过后期低维护费用等加以弥补。同时,也使国内外桥梁工程师对铝合金和铝型材的认识越来越深入。 (2)标准和规范:国内外有关铝合金结构桥梁设计标准和规范正在不断建立和完善中。国外的铝结构设计规范较多,而且更新也比较及时,如加拿大【CSA-S157】、欧洲规范【铝结构设计】、美国的【铝合金设计手册】。铝桥设计规范包括:美国的【AASHTO高速公路桥设计规范】、加拿大【高速公路桥设计规范(CAN/CSA-S6)】等。国内虽然对铝合金结构设计应用研究较晚,但发展也比较迅速,目前有《铝合金结构设计规范》(GB50429-2007)、上海市《铝合金结构设计规程》等。 (3)技术、合金及其性能研究:国内外对铝桥面板的研究已经较为成熟,而且应用也较为广泛。不断提高的材料研发水平,也为研发满足不同性能要求的新合金提供了技术保证。自20世纪末兴起的搅拌摩擦焊也为铝型材的性能保持提供了技术支持,使铝型材在铝桥面板、船舶甲板等方面的应用成为可能。在国内,2012年政府相继出台了《新材料产业“十二五”发展规划》、《有色金属工业“十二五”发展规划》和《铝工业“十二五”发展专项规划》。 (4)铝挤压行业的快速发展:由于铝型材的众多优点,其应用领域不断扩大。据有关资料显示,我国工业铝型材占铝型材总应用量约30%;同期欧洲、北美和日本的铝型材消费结构中,工业耗用比例分别达到为60%、55%和40%。但未来几年内,在市场主导和政府引导的共同作用下,将逐步向工业型材转型。 此外,铝型材本身拥有的众多特性也将成为其在桥梁上广泛应用的重要砝码。为了缓解国内越来越引人关注的交通压力,同时满足地铁建设要求的低地上压力的要求,更多的铝合金人行天桥、铝合金公路桥将会被设计使用。人们对铝合金的认识越来越深入,铝合金及铝桥设计规范不断完善,新材料、新合金、新技术发展迅速,铝合金挤压技术不断升级,国家政策的大力支持,这些都将为铝型材在桥梁上的应用推波助澜,为其广阔的发展前景提供保障。
由于铝合金具有密度小、强重比高、耐腐蚀、焊接性能好、维护费用低及可循环利用等诸多优点,在桥梁工程中越来越引起人们的兴趣和重视,铝合金结构桥梁成为桥梁建设的一种趋势。凭借铝合金优异性能和国外实践经验,铝合金结构桥梁在我国必将得到广泛的应用和发展。 国外铝合金结构桥梁的发展概况 世界第一座全铝合金桥梁建于1949年,跨越加拿大魁北克省阿尔维达塞右奈河上,该桥全长153m,宽9.75m,主跨长88.4m,拱高14.5m,在主跨两侧有几跨6.1m的连接孔,整个结构由2014-T6铝合金制成,到目前为止是世界上最长的铝桥。 1949年英国萨色兰郡建造欧洲第一座铝桥,从1949年-1985年,欧洲又建了35座铝桥。 荷兰建成一些可移动铝桥,其中最著名的阿姆斯特丹Riekerhaven桥,于2003年3月投入使用,是一座活动结构桥梁,在2003年赢得了欧洲铝行业奖。 我国铝合金结构桥梁的发展概况 杭州市庆春路中河人行天桥是我国首座铝合金结构桥梁,2007年3月建成,由外资公司承建,所有铝合金型材均从国外进口,主材为6082-T6铝合金。 上海徐家汇人行天桥工程是国内首座完全自主设计、自行生产、自行建造的铝合金结构桥梁,主材为6061-T6铝合金。2007年9月29日在徐家汇漕溪北路投入运行,总工期仅仅37天。 北京市西单商业区人行天桥工程是北京市迎奥运重点工程,与2008年7月20日投入试运行。铝合金上部结构为外资公司承建,主要铝合金型材均为国内生产,为6082-T6铝合金型材。铝合金步道等附件从国外进口,为6005-T6铝合金。目前是世界上最大的高强铝合金天桥。
铝合金人行天桥结构轻盈、样式美观,桥梁表面光洁,有利于城市景观多样化的发展;铝合金天桥的使用寿命长,耐脏耐旧,材料回收处理成本低,绿色环保;与此同时,铝合金天桥还具有防腐性能好、免维护等特点,后期养护和维修成本极低。 近年来随着我国产能过剩问题日益凸显,铝合金型材市场交投不佳,氛围较淡,上游支撑略坚,下游需求不足,市场现货成交有限,对价格缺乏有力支撑,场内认识心态不佳,铝合金天桥的产业间接拉动了下游市场需求。 铝合金天桥从重量、环保、维护等都要优于钢铁结构桥梁,未来市场替代空间很大。 铝的优势是传统钢铁无法比拟的,相同体积强度,铝的质量只有钢的三分之一,而且铝合金耐腐蚀性更强,每年维护费用降低90%,而且天桥使用寿命到期后,铝合金桥梁可以全部回收利用。目前国内每年计划新建、改建天桥大约500座,市场潜力巨大。 但是从目前我国铝合金人行天桥整体应用规模看,我国铝合金人行天桥还处于起步阶段,目前铝合金人行天桥在我国建设还非常少。 从现有人行天桥总体来看,主要建设还是处于商业密集区人行流量较大以及城市干道。从目前政府建设情况来看,人行天桥主要分布城市干道上方,人流密集商业区以及连廊。 从需求看,城市中心区商业区对铝合金人行天桥需求稍大,主要受施工进度、美观度及环保方面影响,城市中心施工有严格的时间及噪音限制,对工程进度有着严格限制,铝合金人行天桥无论在轻质、高强、耐久、工期短以及低维护等方面都比钢桥具有明显优势。 目前全球高附加值铝延压材产品的消耗占铝材消耗总量的33%,中国的比例仅为12%,远低于全球水平。目前国内高端铝压延材市场仍处于起步阶段,主要依赖进口满足市场所需。 中国交通的‘轻量化’刚刚起步,本土市场发展空间巨大,了解中国市场的中国企业大有可为。
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