鋁合金材料在橋梁工程中的應用

2022-05-31 08:18:04 字數 900 閱讀 3253

摘要鋁合金具有重量輕、耐久性好以及容易加工等特點,應用於橋梁工程中具有很大的優勢。本文研究了鋁合金的材性力學特徵,分析了鋁合金作為一種新型建築材料應用於橋梁工程中的優點。在此基礎上回顧了國外鋁合金橋梁的主要發展歷程,闡述了鋁合金橋梁的現狀。

最後討論了鋁合金材料應用於橋梁工程需要進一步研究的幾個主要問題。

關鍵詞鋁合金,橋梁工程,應用,綜述

鋁合金在世界範圍內新建或橋梁維修中的應用已經有了很長時間的歷史。相比較而言,我國在該方面的研究基本上還是處於空白狀態。本文研究了鋁合金材料的材料力學特性,詳細分析了鋁合金應用於橋梁的優點,回顧了世界範圍內鋁合金橋梁的發展歷程並對其現狀進行了闡述,最後討論了鋁合金在橋梁中的應用需要進一步研究的問題。

1 鋁合金的材料力學特性

1.1 主要力學效能指標

目前,目前用於建造或修復鋁合金橋梁的鋁合金有多種如6061-t6型鋁合金和高強度鋁合金型材70xx-t6系列等。本文主要介紹工程中比較常用的6061-t6型鋁合金的材料力學效能。

我國《鋁合金建築型材》(gb5237-2000)、現行美國鋁合金結構設計規範和歐洲規範給出的相同型別鋁合金材料主要力學效能指標見下表。文獻[5]實測得到的鋁合金材料材性指標值也見表中。可以看出,各規範給出的鋁合金材料主要力學效能指標值差別不大。

(如表1)

1.2 應力-應變曲線

單向拉伸試驗表明,鋁合金材料存在明顯的線彈性階段;當拉應力接近屈服強度時,材料的彈性模量急劇降低,但沒有出現類似低碳鋼的屈服平台而是直接進入了強化階段。圖1是實測得到的兩條鋁合金材料的應力-應變曲線。可以看出,鋁合金材料的應力-應變曲線呈現非線性連續性,這與鋼材有所不同,必須採用更為複雜的模型才能實現對鋁合金結構的精確分析。

ramberg-osgood模型是乙個能夠比較理想描述鋁合金材料本構關係的解析模型,如下式所示:

2 鋁合金材料應用於橋梁工程的優點

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