교량은 인류 역사상 중요한 발명품이다. 고대부터 사람들이 쓰러진 나무와 쌓인 돌을 사용하여 수로와 계곡을 건너던 것에서부터 아치교, 심지어 사장교를 사용하기까지 눈부신 발전을 이루었습니다. 최근 개통된 홍콩-주하이-마카오 대교는 교량 역사에 중요한 이정표를 세웠습니다. 현대 교량 건설에서는 철근 콘크리트 구조물을 사용하는 것 외에도 다양한 장점으로 인해 금속 재료, 특히 알루미늄 합금이 주류 선택이 되었습니다.
1933년 미국 피츠버그 강을 가로지르는 교량에 세계 최초의 알루미늄 합금 교량 데크가 사용되었습니다. 10여 년 후인 1949년에 캐나다는 퀘벡의 Saguenay 강을 가로지르는 단일 경간 길이가 88.4m에 달하는 전체 알루미늄 아치교를 완성했습니다. 이 교량은 세계 최초의 전체 알루미늄 합금 구조물이었습니다. 다리에는 약 15m 높이의 교각과 차량 통행을 위한 2차선이 있었습니다. 2014-T6 알루미늄 합금을 사용했으며 총 중량은 163톤이었다. 당초 계획된 강교에 비해 무게는 약 56% 감소했다.
그 이후로 알루미늄 합금 구조 교량의 추세는 거침없었습니다. 1949년부터 1985년 사이에 영국은 약 35개의 알루미늄 합금 구조 교량을 건설한 반면, 독일은 1950년부터 1970년 사이에 약 20개의 그러한 교량을 건설했습니다. 수많은 교량의 건설은 미래의 알루미늄 합금 교량 건설자들에게 귀중한 경험을 제공했습니다.
알루미늄 합금 소재는 강철에 비해 밀도가 낮기 때문에 훨씬 가볍습니다. 동일한 부피에 대해 강철 무게의 34%에 불과합니다. 그러나 강철과 유사한 강도 특성을 가지고 있습니다. 또한 알루미늄 합금은 구조 유지 비용이 낮으면서도 우수한 탄성과 내식성을 나타냅니다. 결과적으로 그들은 현대 교량 건설에 광범위하게 적용되는 것을 발견했습니다.
중국은 교량 건설 분야에서도 상당한 진전을 이루었습니다. 1500년이 넘는 역사를 지닌 자오저우 대교(Zhaozhou Bridge)는 고대 중국 교량 공학의 최고 성과 중 하나입니다. 현대에 이르러 중국은 구소련의 도움으로 난징과 우한의 장강교, 광저우의 주강교 등 여러 개의 강철교를 건설하기도 했습니다. 그러나 중국 내 알루미늄 합금 교량의 적용은 제한적인 것으로 보인다. 중국 최초의 알루미늄 합금 구조 교량은 2007년에 건설된 항저우 칭춘로의 보행자교였습니다. 이 교량은 독일 교량 엔지니어가 설계하고 설치했으며 모든 자재는 독일에서 수입했습니다. 같은 해 상하이 쉬자후이(Xujiahui)의 육교는 알루미늄 합금 구조물을 사용하여 전적으로 국내에서 개발 및 제조되었습니다. 주로 6061-T6 알루미늄 합금을 사용했으며 자체 중량이 15톤임에도 불구하고 50톤의 하중을 지탱할 수 있었습니다.
앞으로 알루미늄 합금 교량은 다음과 같은 여러 가지 이유로 중국에서 광범위한 개발 전망을 가지고 있습니다.
1 중국의 고속철도 건설은 특히 계곡과 강이 많은 서부 지역의 복잡한 지형에서 호황을 누리고 있습니다. 알루미늄 합금 교량은 운송 용이성과 경량 특성으로 인해 상당한 잠재 시장을 가질 것으로 예상됩니다.
2 강철 재료는 녹이 발생하기 쉽고 저온에서 성능이 저하됩니다. 강철의 부식은 교량 안정성에 큰 영향을 미쳐 유지 관리 비용이 높아지고 안전 위험이 높아집니다. 이에 비해 알루미늄 합금 소재는 내식성이 강하고 저온에서도 성능이 뛰어나 다양한 기후 조건에 적합하며 장기적인 내구성을 보장합니다. 알루미늄 합금 교량은 초기 건설 비용이 높을 수 있지만 유지 관리 비용이 낮아 시간이 지남에 따라 비용 격차를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
3 알루미늄 교량패널에 대한 국내외 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 이들 소재가 널리 사용되고 있다. 재료 연구의 발전은 다양한 성능 요구 사항을 충족하는 새로운 합금 개발에 대한 기술적 보증을 제공합니다. Liaoning Zhongwang과 같은 거대 산업 기업을 포함한 중국 알루미늄 제조업체는 점차 산업용 알루미늄 프로파일로 초점을 옮겨 알루미늄 합금 교량 건설의 기반을 마련했습니다.
4 중국 주요 도시의 급속한 도시 지하철 건설은 지상 구조물에 대한 엄격한 요구 사항을 부과합니다. 상당한 중량 이점으로 인해 앞으로 더 많은 알루미늄 합금 보행자 및 고속도로 교량이 설계되고 사용될 것으로 예상됩니다.
MAT Aluminium의 May Jiang이 편집함
게시 시간: 2024년 5월 15일
