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重大突破！高端高强耐蚀铝合金材料应用在海工桥梁工程

铝在桥梁上已经使用了大约80年，所以它确实有历史。但说实话，它的故事一直很零散。然而，随着国际合作的不断加强，正在制定更好的解决方案。加拿大和挪威的新项目正在为铝行业，尤其是挤压铝材行业带来契机。其它项目正在考虑标准化使用铝的桥梁设计，开发新的人行天桥和车辆桥，并更换老化的基础设施。如今，来自世界各地的行业专家正在努力展示铝的价值，并扩大其在桥梁设计中的应用。

利用铝

铝是加速施工和安装的理想选择，与其他材料（使用可再生能源生产时）相比，铝的碳足迹更低，并且由于其对大气腐蚀的高抵抗力，与混凝土、钢和木材设计相比，铝降低了维护成本。但铝的轻质是关键因素。在同等刚度下，铝桥的重量比钢桥轻两倍，比混凝土桥轻四倍。另一个重要因素，是铝是完全可回收的。特别一提的是，铝挤压件特别适合人行天桥和汽车桥的设计。

将铝挤压件提供的灵活性和创造性，与利用搅拌摩擦焊接将挤压件连接在一起以制造桥面的能力相结合，为桥梁所有者提供了市场上最具成本效益的解决方案。桥梁需要大型挤压件，找到桥梁建设者所需的承载力和长度仍然是一个挑战。

挪威和加拿大的新项目

海德鲁是挪威铝生产的领导者，致力于在包括桥梁在内的多个领域推广铝材料的可能性。Svendsen说，铝的特性极其适合桥梁建设。他认为，最近的转变引发了人们对新材料的兴趣。“今天还有其他观点和争论，”他说。“其中包括气候、环境节约、价值链，以及对可持续性的更多关注。除了成本之外，减排也是一个新的因素。”

一个案例是Langenuen大桥，这可能是目前挪威国内正在开发的最令人振奋的项目。位于卑尔根南部的Langenuen Sound大桥将使用铝建造。

另一个大型桥梁项目正在加拿大魁北克省北部的拉瓦尔大学进行，那里的气候条件恶劣。运输车辆桥将由钢梁上的挤压铝桥面组成。挤压件将使用气体保护焊（GMAW）连接在一起。运送木材的卡车能够在座大桥上行驶。

除了成本，碳足迹已经成为新设计的必要条件。挪威正在开发的另一个新项目——一座横跨Trondheim铁路线的人行天桥（图1）——正在考虑使用100%的再生铝。

瞄准公路桥梁

公路车辆桥是铝行业的难点，这仅仅是因为建造此类桥梁所需的大量铝。Cusson指出：“随着铝面板和搅拌摩擦焊接的使用，我们看到了新的想法，包括现代化的应用。实际上，我们可以为公路车辆桥梁设想新型的解决方案。”

Fafard对此表示赞同，并补充道，在交通部门将铝材料纳入标准材料之前，公路桥梁中使用铝的游戏规则可能不会改变。它还要求桥梁所有者允许在施工材料的选择中包括铝，并考虑到所有权的总成本和材料的环境足迹。

未来的桥梁

20世纪50年代至70年代，美国和加拿大建造了约66万座公共道路桥梁。根据美国联邦公路管理局编制的2021年国家桥梁清单，美国有43000多座桥梁状况不佳

2023年出台的《两党基础设施法》将投资400亿美元修复和重建国家桥梁。这对铝来说是一个巨大的机会。通过这项新法律，拜登政府启动了一项计划，以改善约15000座公路桥梁，以及不属于联邦公路系统的桥梁。桥梁改善计划预计将花费400多亿美元来修复和重建国家桥梁，使其成为“自艾森豪威尔时代州际公路系统建设以来最大的桥梁专项投资”

与此同时，俄罗斯铝业协会宣布开通该国第一座铝路桥。该桥长72米，位于Tolokontsevo–Mogiltsy高速公路上。跨度和正交异性板均由铝合金制成。该桥梁结构包括四个铝跨度结构，每个跨度为18米，并使用搅拌摩擦焊接连接。

事实上，铝在桥梁中的应用前景光明。Cusson总结道：“未来几年，我觉得对我们来说将是激动人心的。”

本文来源：全球铝合作伙伴（作者：Kevin Widlic，原载于Light Metal Age,尚轻时代编译，部分内容有删减）本文编译自《Light Metal Age》

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