다리는 인류 역사에서 중요한 발명품입니다. 고대부터 사람들이 벌목한 나무와 돌을 쌓아 수로와 계곡을 건너던 시대부터 아치교, 심지어 사장교까지, 다리의 발전은 눈부셨습니다. 최근 홍콩-주하이-마카오 대교가 개통되면서 다리 역사에 중요한 이정표가 마련되었습니다. 현대 교량 건설에서는 철근 콘크리트 구조물 외에도 다양한 장점을 지닌 금속 재료, 특히 알루미늄 합금이 주류를 이루고 있습니다.
1933년, 세계 최초의 알루미늄 합금 교량 상판이 미국 피츠버그의 강을 가로지르는 다리에 사용되었습니다. 10여 년 후인 1949년, 캐나다는 퀘벡주의 사그네이 강을 가로지르는 단일 경간 길이가 88.4m에 달하는 100% 알루미늄 아치교를 완공했습니다. 이 다리는 세계 최초의 100% 알루미늄 합금 구조물이었습니다. 이 다리는 약 15m 높이의 교각과 차량 통행을 위한 2차선 도로를 갖추고 있었습니다. 2014-T6 알루미늄 합금이 사용되었으며, 총 중량은 163톤이었습니다. 이는 원래 계획되었던 강철교량에 비해 약 56%의 중량 감소 효과를 가져왔습니다.
그 이후로 알루미늄 합금 구조 교량의 추세는 멈추지 않았습니다. 1949년부터 1985년까지 영국은 약 35개의 알루미늄 합금 구조 교량을 건설했고, 독일은 1950년부터 1970년까지 약 20개의 알루미늄 합금 구조 교량을 건설했습니다. 수많은 교량 건설은 미래 알루미늄 합금 교량 건설자들에게 귀중한 경험을 제공했습니다.
알루미늄 합금 소재는 강철에 비해 밀도가 낮아 훨씬 가볍습니다. 같은 부피에 강철 무게의 34%에 불과합니다. 그럼에도 불구하고 강철과 유사한 강도 특성을 가지고 있습니다. 또한, 알루미늄 합금은 뛰어난 탄성과 내식성을 가지면서도 구조 유지 보수 비용이 저렴합니다. 따라서 현대 교량 건설에 널리 사용되고 있습니다.
중국은 교량 건설에서도 상당한 진전을 이루었습니다. 1500년 이상 이어져 온 자오저우 대교는 고대 중국 교량 공학의 최고 걸작 중 하나입니다. 현대에는 구소련의 지원을 받아 난징과 우한의 양쯔강 교량, 광저우의 주강 교량을 포함한 여러 철교를 건설했습니다. 그러나 중국에서 알루미늄 합금 교량의 적용은 제한적인 것으로 보입니다. 중국 최초의 알루미늄 합금 구조 교량은 2007년 항저우 칭춘루에 건설된 보행자 교량입니다. 이 교량은 독일 교량 엔지니어가 설계 및 설치했으며 모든 자재는 독일에서 수입했습니다. 같은 해 상하이 쉬자후이의 보행자 교량은 알루미늄 합금 구조를 사용하여 전적으로 국내에서 개발 및 제작되었습니다. 이 교량은 주로 6061-T6 알루미늄 합금을 사용했으며, 자중이 15톤임에도 불구하고 최대 50톤의 하중을 지탱할 수 있었습니다.
앞으로 알루미늄 합금 교량은 중국에서 다음과 같은 여러 가지 이유로 엄청난 발전 전망을 가지고 있습니다.
1. 중국의 고속철도 건설은 특히 계곡과 강이 많은 서부 지역의 복잡한 지형을 중심으로 호황을 누리고 있습니다. 알루미늄 합금 교량은 운송이 편리하고 경량성이 뛰어나 상당한 잠재 시장을 확보할 것으로 예상됩니다.
2. 강철 소재는 녹이 슬기 쉽고 저온 성능이 저하됩니다. 강철의 부식은 교량 안정성에 심각한 영향을 미쳐 유지 보수 비용이 증가하고 안전 사고 위험이 증가합니다. 반면, 알루미늄 합금 소재는 내식성이 뛰어나고 저온에서도 우수한 성능을 발휘하여 다양한 기후 조건에 적합하고 장기적인 내구성을 보장합니다. 알루미늄 합금 교량은 초기 건설 비용이 높을 수 있지만, 낮은 유지 보수 비용은 장기적으로 비용 차이를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
3. 국내외 알루미늄 교량 패널 연구는 활발하게 진행되고 있으며, 이러한 소재는 널리 사용되고 있습니다. 소재 연구의 발전은 다양한 성능 요건을 충족하는 신합금 개발에 기술적 확신을 제공합니다. 랴오닝 중왕(Liaoning Zhongwang)과 같은 업계 거물을 포함한 중국 알루미늄 제조업체들은 점차 산업용 알루미늄 프로파일에 집중하며 알루미늄 합금 교량 건설의 기반을 마련하고 있습니다.
4 중국 주요 도시의 급속한 도시 지하철 건설은 지상 구조물에 대한 엄격한 요건을 요구합니다. 상당한 중량 이점을 고려할 때, 앞으로 알루미늄 합금 보행자 및 고속도로 교량이 더 많이 설계되고 사용될 것으로 예상됩니다.
MAT Aluminum의 May Jiang이 편집함
게시 시간: 2024년 5월 15일
