Көпір құрылысында жиі қолданылатын металл түрлері
Көпір құрылысы - құрылыс инженериясының ең қиын және қызықты салаларының бірі. Көпір салу кезінде қолданылатын материалдарды қоса алғанда, көптеген факторларды ескеру қажет. Материалдарды таңдау өте маңызды, себебі ол көпірдің беріктігіне, төзімділігіне, құнына және тұрақтылығына әсер етеді. Ең көп қолданылатын материалдардың бірі - металл. Бұл мақалада көпір құрылысында жиі қолданылатын әртүрлі металдар, сондай-ақ олардың сипаттамалары, артықшылықтары мен кемшіліктері талқыланады.
Besi
Темір көпір құрылысында қолданылған алғашқы металдардың бірі болды. Соғылған шойын мен шойын - жиі қолданылатын екі негізгі түрі. Соғылған шойын өте иілгіш, яғни оны жарылмай пішіндеуге болады, бұл оны икемділікті қажет ететін элементтер үшін өте қолайлы етеді. Дегенмен, темір, әдетте, кейбір басқа металдарға қарағанда коррозияға бейім, сондықтан ол көбінесе қорғаныш жабынымен қапталады.
Темірдің артықшылықтары:
- Берік және салыстырмалы түрде арзан.
- Пішіндеу және дамыту оңай.
- Кең қолжетімділік.
Темірдің әлсіз жақтары:
– Қорғаныш жабыны берілмеген жағдайда коррозияға бейім.
– Салыстырмалы түрде үлкен салмағы тасымалдау және орнату шығындарын арттыруы мүмкін.
Baja
Болат жоғары беріктігі мен төзімділігіне байланысты қазіргі заманғы көпір құрылысындағы ең танымал материалдардың бірі болып табылады. Болат - темір мен көміртектің қорытпасы, көбінесе белгілі бір қасиеттерді жақсарту үшін хром, никель және молибден сияқты басқа элементтерді қамтиды.
Болаттың артықшылықтары:
– Өте жоғары беріктік, бұл оны ұзын аралық көпірлерді салуда пайдалануға мүмкіндік береді.
- Әртүрлі ауа райы жағдайларына төзімді.
– Коррозияға салыстырмалы түрде төзімді, әсіресе тот басуға қарсы заттармен немесе мырыштаумен қапталған болса.
– Аспалы көпірлер, аркалы көпірлер және арқалық көпірлер сияқты көпір құрылысының әртүрлі түрлерінде пайдалануға мүмкіндік беретін жоғары конструкциялық икемділік.
Болаттың әлсіз жақтары:
– Коррозияны болдырмау үшін мырыштау немесе жабын жабу сияқты арнайы өңдеуді қажет етеді.
– Бағасы бетон сияқты басқа материалдармен салыстырғанда салыстырмалы түрде жоғары.
– Дайындау және орнату процесі әдетте күрделірек және тәжірибелі жұмысшыларды қажет етеді.
алюминий
Алюминий - көпір құрылысында, әсіресе шағын және орта көпірлерде жиі қолданылатын тағы бір металл. Алюминий болаттан жеңіл, бірақ көптеген құрылымдық қолданбалар үшін жеткілікті беріктік береді.
Алюминийдің артықшылықтары:
– Жеңіл салмақ, бұл тасымалдау және орнату шығындарын азайтады.
– Жағалау аймақтары сияқты жоғары коррозиялық ортада да коррозияға өте төзімді.
– Пішіндеу және әзірлеу оңай, бұл икемді дизайн жасауға мүмкіндік береді.
Алюминийдің кемшіліктері:
– Болатпен салыстырғанда беріктігі төмен, сондықтан ол өте ұзын аралығы бар көпірлерге әрқашан қолайлы бола бермейді.
– Шикізаттың салыстырмалы түрде жоғары бағасы.
– Оның жұмсақ табиғаты тұрақты деформацияны болдырмау үшін арнайы дизайнды қажет етеді.
Мыс және оның қорытпалары
Көпір құрылысында бастапқы материал ретінде сирек қолданылғанымен, мыс және оның қорытпалары (мысалы, қола және жез) бірнеше мамандандырылған қолданысқа ие. Мыс көбінесе сәндік элементтерде немесе электр өткізгіш ретінде қолданылады, себебі ол тамаша электр және жылу өткізгіштігіне ие.
Мыстың артықшылықтары:
– Коррозияға және тотығуға жоғары төзімділік.
– Жылу немесе электрлік берілісті қажет ететін арнайы компоненттерге жарамды, тамаша жылу және электрлік қасиеттерге ие.
– Көбінесе сәндік элементтерде қолданылатын тартымды эстетика.
Мыстың кемшіліктері:
– Темірмен немесе болатпен салыстырғанда өте жоғары баға.
– Төмен құрылымдық беріктік, көпір құрылысында жоғары беріктікті қажет ететін негізгі материал ретінде жарамсыз.
Тот баспайтын болат
Тот баспайтын болат - тот баспайтын қасиеттерді қамтамасыз ету үшін хром қосылған болат түрі. Бұл тұзды сумен өтетін көпірлер немесе өнеркәсіптік ортадағы көпірлер сияқты коррозиялық жағдайларға ұшырайтын құрылымдар үшін өте танымал таңдау.
Тот баспайтын болаттан жасалған бұйымдардың артықшылықтары:
– Коррозияға және тотығуға жоғары төзімділік.
– Берік және төзімді.
– Эстетикалық, көбінесе қосымша бояуды немесе жабынды қажет етпейді.
Тот баспайтын болаттың кемшіліктері:
– Кәдімгі болатпен салыстырғанда жоғары баға.
– Жұмыс істеу қиынырақ және дәнекерлеу және жасау үшін арнайы құралдарды қажет етеді.
титан
Титан өте берік және коррозияға төзімді металл, бірақ оның көпір құрылысында қолданылуы оның жоғары құнына байланысты шектеулі. Титан әдетте оның артықшылықтарын барынша пайдалануға болатын жоғары мамандандырылған қолданбаларда қолданылады.
Титанның артықшылықтары:
– Өте жоғары беріктік пен салмақ қатынасы.
– Барлық дерлік орталарда коррозияға төзімді.
– Биологиялық үйлесімділік, оны сезімтал биологиялық ортадағы көпірлер сияқты арнайы қолданбаларда қолдануға мүмкіндік береді.
Титанның кемшіліктері:
– Өте жоғары баға, бұл көптеген жобалар үшін үнемді емес.
– Дәнекерлеу және өндірудегі қиындықтар арнайы технологияны қажет етеді.
Қорытынды
Көпір құрылысына арналған дұрыс металды таңдау көптеген факторларға, соның ішінде көпірдің орналасқан жеріне, көтеретін жүктемелеріне, қоршаған орта жағдайларына және бюджетке байланысты. Темір мен болат беріктігі мен салыстырмалы түрде төмен құнына байланысты негізгі таңдау болып қала береді. Дегенмен, алюминий және тот баспайтын болат сияқты басқа металдар да маңызды рөл атқарады, әсіресе мамандандырылған қолданбаларда немесе коррозияға төзімділікті арттыруды қажет ететін қолданбаларда.
Материалдық технология дамыған сайын, жаңа металдар мен жетілдірілген қорытпалар көпір құрылысында пайдалану үшін үнемді және практикалық болуы мүмкін. Қалай болғанда да, әртүрлі металдардың күшті, әлсіз және ең жақсы қолданылуын білу көпірлерді қауіпсіз және тиімді жоспарлау мен салудың ажырамас бөлігі болып қала береді.
