أصبحت مواد سبائك الألومنيوم لبناء الجسور تدريجيًا سائدة، ويبدو مستقبل جسور سبائك الألومنيوم واعدًا

الجسور هي اختراع مهم في تاريخ البشرية. منذ العصور القديمة عندما استخدم الناس الأشجار المقطوعة والحجارة المكدسة لعبور الممرات المائية والوديان، إلى استخدام الجسور المقوسة وحتى الجسور المدعومة بالكابلات، كان التطور ملحوظًا. يمثل الافتتاح الأخير لجسر هونغ كونغ-تشوهاي-ماكاو معلما حاسما في تاريخ الجسور. في بناء الجسور الحديثة، بالإضافة إلى استخدام الهياكل الخرسانية المسلحة، أصبحت المواد المعدنية، وخاصة سبائك الألومنيوم، هي الاختيار السائد بسبب مزاياها المتنوعة.

في عام 1933، تم استخدام أول سطح جسر من سبائك الألومنيوم في العالم على جسر يمتد على نهر في بيتسبرغ في الولايات المتحدة. وبعد أكثر من عشر سنوات، في عام 1949، أكملت كندا جسرًا مقوسًا مصنوعًا بالكامل من الألومنيوم ويمتد على نهر ساجويناي في كيبيك، ويبلغ طوله الواحد 88.4 مترًا. كان هذا الجسر أول هيكل مصنوع بالكامل من سبائك الألومنيوم في العالم. كان للجسر أرصفة يبلغ ارتفاعها حوالي 15 مترًا ومسارين لحركة مرور المركبات. استخدمت سبائك الألومنيوم 2014-T6 ويبلغ وزنها الإجمالي 163 طنًا. بالمقارنة مع الجسر الفولاذي المخطط له في الأصل، فقد خفض الوزن بحوالي 56%.

منذ ذلك الحين، أصبح اتجاه الجسور الهيكلية المصنوعة من سبائك الألومنيوم لا يمكن إيقافه. بين عامي 1949 و1985، قامت المملكة المتحدة ببناء ما يقرب من 35 جسرًا هيكليًا من سبائك الألومنيوم، بينما قامت ألمانيا ببناء حوالي 20 جسرًا من هذا النوع بين عامي 1950 و1970. وقد وفر بناء العديد من الجسور خبرة قيمة لبناة الجسور المصنوعة من سبائك الألومنيوم في المستقبل.

بالمقارنة مع الفولاذ، تتمتع مواد سبائك الألومنيوم بكثافة أقل، مما يجعلها أخف بكثير، مع 34٪ فقط من وزن الفولاذ لنفس الحجم. ومع ذلك، لديهم خصائص قوة مماثلة للصلب. بالإضافة إلى ذلك، تتميز سبائك الألومنيوم بمرونة ممتازة ومقاومة للتآكل مع انخفاض تكاليف الصيانة الهيكلية. ونتيجة لذلك، فقد وجدت تطبيقات واسعة النطاق في بناء الجسور الحديثة.

وقد خطت الصين خطوات كبيرة في بناء الجسور أيضًا. يعد جسر تشاوتشو، الذي يبلغ عمره أكثر من 1500 عام، أحد أهم إنجازات هندسة الجسور الصينية القديمة. وفي العصر الحديث، وبمساعدة الاتحاد السوفييتي السابق، قامت الصين أيضًا ببناء العديد من الجسور الفولاذية، بما في ذلك جسور نهر اليانغتسي في نانجينغ ووهان، وكذلك جسر نهر اللؤلؤ في قوانغتشو. ومع ذلك، يبدو أن تطبيق جسور سبائك الألومنيوم في الصين محدود. أول جسر هيكلي مصنوع من سبائك الألومنيوم في الصين كان جسر المشاة على طريق Qingchun في مدينة Hangzhou، والذي تم بناؤه في عام 2007. تم تصميم هذا الجسر وتركيبه من قبل مهندسي الجسور الألمان، وتم استيراد جميع المواد من ألمانيا. وفي نفس العام، تم تطوير وتصنيع جسر المشاة في كسوجياهوي بشانغهاي بالكامل محليًا باستخدام هياكل من سبائك الألومنيوم. لقد استخدم في المقام الأول سبائك الألومنيوم 6061-T6، وعلى الرغم من وزنه الذاتي البالغ 15 طنًا، فإنه يمكنه دعم حمولة تصل إلى 50 طنًا.

في المستقبل، تتمتع جسور سبائك الألومنيوم بآفاق تطوير واسعة في الصين لعدة أسباب:

1 يزدهر بناء السكك الحديدية عالية السرعة في الصين، خاصة في التضاريس المعقدة في المناطق الغربية التي تضم العديد من الوديان والأنهار. من المتوقع أن تحظى الجسور المصنوعة من سبائك الألومنيوم، نظرًا لسهولة نقلها وخصائصها خفيفة الوزن، بسوق محتملة كبيرة.

2 المواد الفولاذية معرضة للصدأ ولها أداء ضعيف في درجات الحرارة المنخفضة. يؤثر تآكل الفولاذ بشكل كبير على استقرار الجسر، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف الصيانة ومخاطر السلامة. وفي المقابل، تتمتع مواد سبائك الألومنيوم بمقاومة قوية للتآكل وأداء جيد في درجات الحرارة المنخفضة، مما يجعلها مناسبة لمختلف الظروف المناخية وتضمن متانة طويلة الأمد. في حين أن الجسور المصنوعة من سبائك الألومنيوم قد تكون لها تكاليف بناء أولية أعلى، إلا أن نفقات الصيانة المنخفضة يمكن أن تساعد في تقليل فجوة التكلفة بمرور الوقت.

3 تم تطوير الأبحاث حول ألواح الجسور المصنوعة من الألومنيوم، محليًا ودوليًا، بشكل جيد، ويتم استخدام هذه المواد على نطاق واسع. يوفر التقدم في أبحاث المواد ضمانًا تقنيًا لتطوير سبائك جديدة تلبي متطلبات الأداء المختلفة. قام مصنعو الألمنيوم الصينيون، بما في ذلك عمالقة الصناعة مثل Liaoning Zhongwang، بتحويل تركيزهم تدريجياً إلى مقاطع الألمنيوم الصناعية، ووضع الأساس لبناء جسور سبائك الألومنيوم.

4 يفرض بناء مترو الأنفاق الحضري السريع في المدن الصينية الكبرى متطلبات صارمة للهياكل من فوق الأرض. نظرًا لمزايا وزنها الكبيرة، فمن المتوقع أن يتم تصميم واستخدام المزيد من جسور المشاة والطرق السريعة المصنوعة من سبائك الألومنيوم في المستقبل.

حرره ماي جيانغ من MAT Aluminium