Sillat ovat merkittävä keksintö ihmiskunnan historiassa. Muinaisista ajoista, jolloin ihmiset käyttivät kaadettuja puita ja pinottuja kiviä vesiväylien ja rotkojen ylittämiseen, aina kaarisiltojen ja jopa vinoköysiltojen käyttöön asti, kehitys on ollut huomattavaa. Hongkongin, Zhuhain ja Macaon välisen sillan äskettäinen avaaminen on tärkeä virstanpylväs siltojen historiassa. Nykyaikaisessa sillanrakentamisessa teräsbetonirakenteiden lisäksi metallimateriaaleista, erityisesti alumiiniseoksista, on tullut valtavirtavalinta niiden monien etujensa ansiosta.
Vuonna 1933 maailman ensimmäistä alumiiniseoksesta valmistettua siltakansia käytettiin Pittsburghissa Yhdysvalloissa sijaitsevassa joen ylittävässä sillassa. Yli kymmenen vuotta myöhemmin, vuonna 1949, Kanadassa valmistui Quebecissä Saguenay-joen ylittävä kokonaan alumiininen kaarisilta, jonka yksi jänneväli oli 88,4 metriä. Tämä silta oli maailman ensimmäinen kokonaan alumiiniseoksesta valmistettu rakennelma. Sillan pilarit olivat noin 15 metriä korkeat ja siinä oli kaksi kaistaa ajoneuvoliikenteelle. Siinä käytettiin 2014-T6-alumiiniseosta ja sen kokonaispaino oli 163 tonnia. Alun perin suunniteltuun terässiltaan verrattuna se vähensi painoa noin 56 %.
Siitä lähtien alumiiniseoksesta valmistettujen siltojen trendi on ollut pysäyttämätön. Vuosien 1949 ja 1985 välillä Yhdistynyt kuningaskunta rakensi noin 35 alumiiniseoksesta valmistettua siltaa, kun taas Saksa rakensi noin 20 tällaista siltaa vuosien 1950 ja 1970 välillä. Lukuisien siltojen rakentaminen tarjosi arvokasta kokemusta tuleville alumiiniseoksesta valmistettujen siltojen rakentajille.
Teräkseen verrattuna alumiiniseosmateriaaleilla on alhaisempi tiheys, mikä tekee niistä paljon kevyempiä. Niiden paino on vain 34 % teräksestä samassa tilavuudessa. Silti niiden lujuusominaisuudet ovat samanlaiset kuin teräksellä. Lisäksi alumiiniseoksilla on erinomainen elastisuus ja korroosionkestävyys, ja niiden rakenteelliset ylläpitokustannukset ovat alhaisemmat. Tämän seurauksena niitä on käytetty laajasti nykyaikaisessa siltarakentamisessa.
Kiina on ottanut merkittäviä edistysaskeleita myös sillanrakentamisessa. Yli 1500 vuotta vanha Zhaozhoun silta on yksi muinaisen kiinalaisen sillanrakennuksen huippusaavutuksista. Nykyaikana Kiina rakensi entisen Neuvostoliiton tuella myös useita terässiltoja, mukaan lukien Jangtse-joen sillat Nanjingissa ja Wuhanissa sekä Helmijoen sillan Guangzhoussa. Alumiiniseossiltojen käyttö Kiinassa näyttää kuitenkin olevan rajallista. Kiinan ensimmäinen alumiiniseoksesta valmistettu silta oli vuonna 2007 rakennettu jalankulkusilta Qingchun Roadilla Hangzhoussa. Tämän sillan suunnittelivat ja asensivat saksalaiset sillanrakentajat, ja kaikki materiaalit tuotiin Saksasta. Samana vuonna Shanghain Xujiahuissa sijaitseva jalankulkusilta kehitettiin ja valmistettiin kokonaan kotimaassa käyttäen alumiiniseosrakenteita. Siinä käytettiin pääasiassa 6061-T6-alumiiniseosta, ja 15 tonnin omapainostaan huolimatta se kykeni kannattelemaan 50 tonnin kuormaa.
Alumiiniseossiltojen kehitysnäkymät Kiinassa ovat tulevaisuudessa valtavat useista syistä:
1 Kiinan suurnopeusjunien rakentaminen kukoistaa, erityisesti läntisten alueiden monimutkaisilla maastoilla, joilla on lukuisia laaksoja ja jokia. Alumiiniseossiltojen odotetaan olevan merkittävä potentiaalinen markkina niiden helpon kuljetuksen ja keveyden ansiosta.
2 Teräsmateriaalit ovat alttiita ruostumiselle ja niiden suorituskyky on heikko matalissa lämpötiloissa. Teräksen korroosio vaikuttaa merkittävästi sillan vakauteen, mikä johtaa korkeampiin ylläpitokustannuksiin ja turvallisuusriskeihin. Alumiiniseosmateriaaleilla sitä vastoin on vahva korroosionkestävyys ja ne toimivat hyvin matalissa lämpötiloissa, mikä tekee niistä sopivia erilaisiin ilmasto-olosuhteisiin ja varmistaa pitkäaikaisen kestävyyden. Vaikka alumiiniseossiltojen alkuperäiset rakennuskustannukset voivat olla korkeammat, niiden alhaiset ylläpitokustannukset voivat auttaa pienentämään kustannuseroa ajan myötä.
3 Alumiinisiltapaneelien tutkimus on sekä kotimaassa että kansainvälisesti hyvin kehittynyttä, ja näitä materiaaleja käytetään laajalti. Materiaalitutkimuksen edistysaskeleet tarjoavat teknistä varmuutta uusien seosten kehittämiselle, jotka täyttävät erilaiset suorituskykyvaatimukset. Kiinalaiset alumiinivalmistajat, mukaan lukien alan jättiläiset, kuten Liaoning Zhongwang, ovat vähitellen siirtäneet painopistettään teollisiin alumiiniprofiileihin, mikä on luonut pohjan alumiiniseossiltojen rakentamiselle.
4 Kiinan suurkaupungeissa tapahtuva nopea metrorakentaminen asettaa tiukat vaatimukset maanpäällisille rakenteille. Merkittävien painoetujen vuoksi on ennakoitavissa, että tulevaisuudessa suunnitellaan ja käytetään enemmän alumiiniseoksesta valmistettuja jalankulku- ja maantiesiltoja.
Toimittanut May Jiang MAT Aluminiumista
Julkaisun aika: 15. toukokuuta 2024
