铝桥：城市的亮丽风景线

　　铝材特别是挤压铝材在桥梁中的应用已有相当长的历史，但用量不大，发展速度也不快，原因之一是铝合金的强度还不够高，不能满足公路、铁路桥梁的要求，常用的6xxx系合金挤压型材的抗拉强度Rm只有250N/mm?，亟需研发一批强度&gt；650N/mm?的高强度的铝合金，以满足承重路桥特别是军用浮桥建设的急需，高强度与高抗蚀性铝合金挤压型材对建造浮桥有着特别重要的作用，舟桥部队是强大的解放军的一支重要组成部分，现行的6xxx系合金的各项性能对建造过街人行天桥来说却是绰绰有余；二是铝的价格比钢材的高，使桥的造价上升不少，在一定程度阻碍了铝桥的发展。

　　用挤压铝合金型材造桥的优点

　　铝合金挤压型材是建造桥梁与浮桥的优良结构材料之一，尤其是对建造浮桥来说，在当前它是首选的材料，值得大力推广，其基本优点可归纳如下：

　　密度低

　　约为钢的1/3，铝合金的密度约为2.7g/cm?，而钢的密度却高达7.8g/cm?。

　　6xxx系的强度性能可与低碳钢的相当，因此比强度（强度质量比）、比刚度（比弹性模量）远超过钢材的。

　　抗腐蚀性能强

　　对雨水、海水与道路盐份、泥浆的腐蚀可忽略不计，特别是5xxx系合金，因此不但建造完后不用刷油漆，在服务期间也不需定期维护。

　　韧性高

　　抗疲劳裂纹扩展能力很强，又无低温脆性。铝合金的强度与塑性均随着温度的下降而同步上升，可是90%以上的钢都有低温脆性，所以铝合金是高寒地区造桥的上乘材料，北欧建了不少铝合金公路桥。

　　可挤压性能强

　　这一点对于建造桥梁来说很重要，因为其可以生产设计师所需要的断面复杂的空心型材，增大承受负载的能力，而不必进行昂贵的切削加工，还可以生产变断面型材。由于大挤压材的应用与其质量的相对较轻，可在工厂预制桥梁，有利于降低制造成本与运输费用，缩短安装时间，对交通影响大大减轻。

　　可回收性强

　　铝是循环经济最佳的金属材料之一，铝合金桥梁在使用期间无腐蚀损失，几乎全部回收，同时废铝能耗仅相当于原铝提取能耗的5%，对资源的循环利用、节能减排有着重要意义，具有重大社会效益。

　　用挤压铝合金型材造桥有诸多不言而喻的优点。然而，铝合金桥梁也有一些不足之处，不利于铝合金材料在桥梁建造中的大面积推广，主要问题是：

　　原始成本高

　　铝桥的原始成本（最初投资）比其他材料高，通常根据对比材料的不同高25%~100%，但是铝桥在造完后不需刷油漆，在以后的服役期间也不需要定期维护，因此若把维护费用也加以计算的话，则铝桥在整个使用期间的总费用（投资与维护费之和）要低于钢桥的，特别是在高寒地区，需用耐寒的无低温脆性的合金钢。

　　对铝合金的认识不足

　　无论是过去还是现在，无论是桥梁工程师还是广大群众，对钢材都耳熟能详，可是对铝材在工程方面的应用就不那么熟知了，因此，宜加强宣传，不但要在学校培养人才方面提及铝的应用，而且有关传媒应在适当地区与时间加强介绍，提高人们对铝及铝应用的认知。

　　零件的连接

　　过去铝桥是用铝板制造的，采用螺接与铆接连接零部件，上世纪90年代中期美国雷诺兹金属公司（Reynolds Metals Co.，2005年被美国铝业公司兼并）研制成功几种挤压桥梁铝型材，主要是用焊接法连接。用螺接或常规焊接法连接的不足之处是，接头的强度特别是疲劳强度比母材的低。后来，先进的摩擦搅拌法问世，为桥梁零部件的连接提供了优秀的连接工艺，可以焊接铝-铝，也可焊接铝-钢，焊缝的强度几乎与母材的相当。

　　新型桥梁铝材合金

　　桥梁铝材经过85年的发展取得了重大进展，已从板材建造进入了以挤压大空心铝型材接焊桥体时代，现行的桥梁铝材除传统的6063、6061合金外，还有新研发的欧洲6082合金，1972年在美国铝业协会公司注册，成分（质量%）：0.7~7.3Si，0.05Fe，0.10Cu，0.40~0.10Mn，0.6~1.2Mg，0.25Cr，0.20Zn，0.10Ti，其他杂质每个0.05、合计0.15，其余Al；美国的7005合金，1962年在美国铝业协会公司注册，成分（质量%）：0.35Si，0.40Fe，0.10Cu，0.20~0.70Mn，1.0~1.8Mg，0.06~0.20Cr，4.0~5.0Zn，0.01~0.06Ti，0.06~0.20Zr，其他杂质每个0.05、合计0.15，其余Al；日本的7N01合金，其中N代表日本（Nippon），它的成分（质量%）：0.30Si，0.35Fe，0.20Cu，0.20~0.7Mn，1.0~2.0Mn，0.30Cr，4.0~5.0Zn，0.20Ti，0.10V，0.25Zr，其他杂质每个0.05、合计0.15，其余Al；7N01是一个优秀的可挤压大型材的中高强度的铝合金，它的物理性能：2.78g/cm?，液相线温度620℃~650℃，线胀系数23.6×10-6/℃。

　　新型铝合金的研制成功，摩擦搅拌焊的问世，大挤压机的建设，为桥梁铝材生产、桥梁建设创造了有利条件，在一定程度上降低了铝桥的造价，对推广铝材在桥梁中的应用相当有利。