Болат профилдер өз салмағына қатысты үлкен беріктік қамтамасыз ететіндіктен қазіргі кездегі көпірлерді салуда маңызды рөл атқарады. Бұл инженерлердің құрылыстарын жеңілдетуге, бірақ олардың шыдайтын салмақ мөлшерін азайтпай-ақ жасауына мүмкіндік береді. Қалыпты темірбетонның орнына болатты пайдаланған кезде жобаларда әдетте 30% аз материал қолданылады, бірақ олар кернеу кезінде өте жақсы өнімділік көрсетеді. Біз қазір жұмыс істейтін жаңа болат түрлері 500 МПа артық созу беріктігіне жетеді, бұл жұқа арқалықтар мен ықтимал пішіндер жасауға мүмкіндік береді. Бұл жетілдірулер желге қарсы кедергіні азайтады, бұл кең өзендер мен аңғарлардың үстінен созылып жатқан үлкен көпірлер үшін өте маңызды.
Бүгінгі күні қаттылығы жоғары болаттың қаншалықты мүмкіндік туғызатыны Мілло виадуктісінің мысалында көрінеді. Оның 2460 метрлік үлкен күмбезі S460ML болат маркасына сүйенеді, оның шегі 460 МПа-ға жетеді және жақсы дәнекерленеді. Бұл қасиеттер инженерлерге дәлдікпен жинастыруға және шамамен дәстүрлі әдістерге қарағанда 22% аз болат пайдалануға мүмкіндік берді. 343 метрге дейінгі құрылыстарына қарап отырып, болат технологиясының соңғы жетістіктерінсіз мұндай биіктікке жету мүмкін емес еді. Бұл көпірдің ерекшелігі тек оның өлшемінде ғана емес, сонымен қатар заманауи материалдардың ең қиын жер бедері мен ауа райы жағдайларына төтеп бере алатынын көрсетеді.
Екі тарапты және микроқорытты болат түрлерін дамыту бүгінгі күні ұзын көпірлер салуда мүмкіндіктерді кеңейтті. Мысалы, S690QL қалыпты көміртекті болатқа қарағанда шамамен 30 пайызға артық усталыққа тұрақтылық қасиетіне ие. Бұл көпір жобалаушылардың бұрын ғана ұзын аралықтар үшін жалғыз таңдау болып табылатын салмақты ілмекті көпір конструкцияларына сүйенбей, 1200 метрден астам созылған үздіксіз аралықтарды жасауына мүмкіндік береді. Бұл қазіргі қорыттарды тағы да тартымды ететін жағдай – хром мен никель элементтерін құрайтын құрамы, олар ескі материалдарға қарағанда коррозияға күресуде әлдеқайда жақсы. Теңіз суы жағалауларында немесе ластану өте көп өнеркәсіптік аймақтарда орналасқан көпірлер үшін бұл конструкцияның қызмет ету мерзімі бойынша ә существенно төмендетілген жөндеу шығындарын білдіреді. Жөндеуге кететін үнемделген ақша жиі жоғары сапалы материалдарға бастапқы кезде жұмсалған инвестицияны оқтатуға жеткілікті.
Болат конструкциялар теңіз жағалауларына жақын және зауыттардан шығатын химикаттар мен ылғалдылық әсер ететін индустриялық аймақтарда көбірек бұзылады. Теңізде болатын коррозия құрлықтағыдан үш есе жылдам жүреді. Мысалы, болат көпірлерді ұстап тұру жыл сайын әрбір километріне орта есеппен 740 мың долларға тиеді. Осындай тұрақты күреске қарсы тұру үшін инженерлер жаңа материалдар мен ондай ортаға көп уақыт төзетін қорғаныш қабаттарын қолдануды қарастыруы тиіс. Кейбір компаниялар коррозияның әсерін болат конструкцияға дейін жоятын арнайы бояу және құрбандық қабаттарын сынақтан өткізуде.
Теңіз ортасында тұзды ауа болаттағы қорғаныш оксидті қабаттарды бұзады, хлоридтің әсерінен шұңқырлар түзіледі. Өнеркәсіп аймақтары болаттың атмосфералық ластаушылардан күкірт және азот қышқылдарына ұшырауына әкеледі. Зерттеулер теңіз жағалауындағы көпірлердің құрылымдарына қарағанда төрт есе көп жөндеу қажет екенін көрсетті, негізінен коррозиялық қирау әсерінен.
Екі құрылымды нержелі болаттар өз металдық құрамында екі түрлі құрылым - аустенитті және ферритті пайдаланады. Бұл қоспа кәдімгі көміртекті болатқа қарағанда екі есе артық беріктік көрсетеді, сонымен қатар тат және коррозияға тұрақтылығы жоғары болады. Нақты мысал ретінде 2205 маркалы болатты алуға болады. Тұзды бұрқақ сынақтарын өткізгенде оның коррозия жылдамдығы тәулігіне дециметр квадратына 30 миллиграммнан аспайды, бұл көптеген дәстүрлі материалдардан анағұрлым жақсы нәтиже. Қосымша беріктік инженерлердің құрылымдарды жұқа қабырғалы етіп жасауына мүмкіндік береді, соның арқасында әрбір компонентке кететін материал көлемін азайтып, жұмыс істеу мерзімін қысқартпайды.
Орсунд қосылысының 16 км-ден тұратын Дания мен Швеция арасындағы жер астындағы туннельдерінің кейбір бөліктерінде құрамында аз мөлшерде қоспалар бар екіфазалы пісірілген болат (қысқаша айтқанда LDX 2101) деп аталатын материал қолданылған. Бұл арнайы қорытпа кәдімгі көміртекті болатпен салыстырғанда материал қалыңдығын шамамен 25% азайтатынын көрсетті. Болжаған жақсы нәтиже? Балтика теңізінің қатты ауа райы шарттарына 20 жылдан астам уақыт төтеп беріп, тозу белгілерін аз көрсетті. Бұл өмір сүру мерзімі ұзақ болатын маңызды құрылыстар үшін коррозияға тұрақты болаттың қаншалықты жақсы екенін дәлелдейді.
Цинк-алюминий-магний (ZAM) сияқты жаңа қаптау технологияларының арқасында болаттан қорғау көп жол жүрілді. Олар тұз бұзылуына 500 сағатқа дейін төтеп беруі мүмкін. Кейбір өндірушілер қазір графенмен күшейтілген эпоксидті бастапқы қаптауларды қолданып жатыр, бұл су өткізгіштікті шамамен 60 пайызға дейін азайтады, яғни бұл қаптаулар дәстүрлі нұсқаларға қарағанда әлдеқайда ұзақ өмір сүреді. Өнеркәсіпте соңғы таңдау - плазмалық электролиттік тот басу қаптаулары туралы да. Олар теңіз ортасында ерекше нәтижелер көрсетті, зертханалық жағдайларда 1000 сағатқа сынақтан өткеннен кейін тот басуды толық болдырмауы мүмкін. Теңіз жағалауларында немесе қатаң климаттық жағдайларда жұмыс істейтін компаниялар үшін бұл жетістіктер активтерін табиғи ортадан қорғаудың маңызды қадамы болып табылады.
Болатты беріктік қасиеттерін жоғалтпай қайта қайта қайта өңдеуге болады, бұл оны циклді тұрғызудың маңызды құрамдас бөлігі екенін білдіреді. Болатты қайта пайдалану туралы сөз болғанда, соңғы 2025 жылғы тұрақты даму туралы есепте көрсетілгендей, жаңадан өндіруге қарағанда қайта өңдеу кезінде көміртегі шығарындылары шамамен 58% азаяды. Бұндай тиімділік инфрақұрылымымызды жасыл етіп ұстайды, өйткені әр жолы табиғи материалдарды қазып алу қажеттілігі болмайды. Сондай-ақ, болат қаншалықты қайта пайдаланса, оның қоршаған ортаға әсері соғұрлым аз болады. Сол себепті көптеген архитекторлар мен құрылысшылар қазіргі кезде қайта өңделген болат шешімдеріне көшіп жатыр.
Шотландиядағы Төртінші Алмастыру Көпірі құрылысқа байланысты шығындарды едәуір төмендететін қайта өңделген болат профилдердің үлкен көлемін қамтиды. Оның сәттілігі Еуропа транспорттық агенттіктері көпірлерге берілген жарияламаларда қайта өңделген материалдардың минималды мөлшерін белгілеуге әсер етті, сонымен қатар азаматтық инженерлік жобаларда тұйық циклды материалдық әдістерді насихаттауға ықпал етті.
Бүгінгі таңда ЕҮК (енгізу, ықтимал, басқару) факторлары көптеген аймақтарда қоғамдық жобаларға арналған материалдарды таңдауда маңызды рөл атқаруда. Үкіметтік агенттіктер келісімшарттар бойынша есеп беру кезінде өмірлік циклді бағалауды ұсынуға бастады, әсіресе электр доғалы пештерде жасалған болатты, ескі әдіспен жасалған домна пештеріне қарағанда қажет етеді. Айырмашылық маңызды, өйткені электрлік әдістер көміртегі шығарындыларды үштен екі бөлікке дейін қысқартады. Климаттық өзгерістермен күресудің пайдалы екенінен тыс, бұл тәсіл инженерлік тұрғыдан да дұрыс. Бұл жасыл болатпен салынған ғимараттар ұзақ қызмет етіп, уақыт өте келе ақша үнемдейді, сондықтан көбірек елді мекендер бастапқы шығындар жоғары болса да ауысуда.
Бейімделін ақпараттық модельдеу (BIM) және компьютерлік жобалау (CAD) сияқты цифрлық құралдар арқасында болат көпірлерді жобалау біраз өзгерді. Мысалы, New Tappan Zee көпірін BIM құрылыс элементтерінің қиылысуын нақты уақытта анықтауға және қаншалықты материал қажет екенін болжауға көмектесті, нәтижесінде қалдықтар шамамен 30% азайды. Осындай технологиялық шешімдер арқылы инженерлер кез келген металды кесіп, дәнекерлеуге дейін конструкциялар бойынша кернеу таралуын көрсететін модельдеулер жүргізіп, болат профилдерін баптай алады. Бұл олардың кейіннен қайта жұмыс істеу қажеттілігінсіз қатаң қауіпсіздік талаптарын орындауын білдіреді.
Қазіргі заманғы жасау технологиялары CNC өңдеу мен автоматтандырылған пісіру арқылы I-сақиналар мен бос қималар сияқты маңызды компоненттер үшін ±1,5 мм дәлдікке жету үшін қолданылады. Жоғары беріктік және төменгі қорытпалы болаттар пісіру қасиеттері мен шаруа тұрақтылығына ие болғандықтан, күрделі геометрияларды сақтап құрылымдық бүтіндікті сақтау үшін қолданылады.
Алдын ала дайындалған болат модульдер көпірлерді салу жылдамдығын арттырып отыр, Форттың ауыстырылуы көрсеткендей. Барлық ферма бөліктері стандартталған профильдерді пайдаланып алаңнан тыс жерде жасалады, осының арқасында алаңдағы жинау уақыты 40%-ға дейін қысқарады. Бұл тәсіл ауа райынан туындаған кешіктірулерді азайтады, жұмысшылардың қауіпсіздігін арттырады және зауыт жағдайларында сапаны біркелкі сақтауға көмектеседі.
Екі қабатты болаттан жасалған қуыс профилдер құрылымның төзімділігін арттырып қана қоймай, кәдімгі материалдарға қарағанда коррозияға төзімділігін де арттырады. Ақпарат көздерінде қосарланған болаттың әкелу күші 450-ден 550 МПа-ға дейінгі аралықта болса, көміртекті болат үшін бұл көрсеткіш 250-ден 350 МПа-ға дейін. Бұл қосымша беріктікті пайдалану арқылы инженерлер конструкцияның жалпы салмағын 25-тен 40 пайызға дейін жеңілдетіп, ұстап тұру қабілетін жоғалтпай-ақ құрылысты орындауға болады. Жақында жарияланған зерттеулер екі қабатты болатпен салынған көпірлердің әсіресе кронштейн бөліктерінде пайда болатын қатты кернеу ошақтарында құрылымның тозуы екі есе кешігіп басталатынын көрсетті.
| Фактор | Екі қабатты болат | Көміртекті болат |
|---|---|---|
| Құрылымдық қызметкерлік | 0.65-0.75 кг/мм² | 1.1-1.3 кг/мм² |
| Сақтау қажеттіліктері | 50 жылдан астам аз ғана құралады | Әр 15 жыл сайын қайта бояу |
| Материалдың ұзақ өмір сүруі | орташа климатта 120 жылдан астам | қажетті жөндеулер жүргізілсе 60-80 жыл |
Екі қабатты болат профилдерінің бастапқы бағасы әдеттегі көміртегі болат бағасынан 20-30 пайызға қымбат тұрады. Бірақ уақыт өте келе осындай материалдардың ұзақ мерзімді тұрғыдан ақшаны үнемдеуге мүмкіндік беретінін көруге болады. 2025 жылғы инфрақұрылымдар бойынша жүргізілген зерттеулер нәтижесінде құрылыстардың 50 жыл ішінде тек сегізден бір бөлігін ғана құрайтын жөндеу шығындары қажет екені көрсетілді. Бұл негізінен тұрақты бояу қажеттілігі жоқтығымен байланысты, ол өзі бір үлкен көпір құрылысы үшін 3-5 миллион доллар аралығында үнемдеуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, осындай құрылыстар жөндеу жұмыстарына байланысты уақытты аз ғана тоқтатылады. Қоршаған орта тұрғысынан қарағанда, дуплекс болаттың жуық шамамен 98 пайызы қайта өңделіп пайдаланылатын және оның ұзақ қызмет ету мерзімі есебінен нақты айырмашылық туғызады. Зерттеулер осындай тәсілнің дәстүрлі нұсқалармен салыстырғанда әр километр сайын көміртегі шығарындыларын 35 пайызға дейін азайтатынын көрсетіп отыр. Сондықтан экономикалық және экологиялық тұрғыдан қарағанда дуплекс болат әр жыл сайын жинақталып отыратын нақты артықшылықтар ұсынады.
Көпір салуда болат профилдерді пайдаланудың негізгі артықшылықтарына үлкен беріктік-салмақ қатынасы, тұрақтылық, коррозияға тұрақтылық және материалдардың төменгі құны жатады. Болат профилдер жел кедергісін азайтатын және қайта өңдеуге болатындықтан табиғатқа тұрақты дизайндарды жасауға мүмкіндік береді.
Millau Viaduct жобасында қолданылған S460ML маркалы жоғары беріктік болаты дәл жинақтауға мүмкіндік береді және өзінің жоғары ақпараттық беріктігі арқасында материалды аз қажет етеді. Бұл шығындарды үнемдеуге және Viaduct-тың биік тіреулері сияқты күрделі құрылыстар мен дизайндарды жасауға мүмкіндік береді.
Қос қабатты және микротұрақты болаттар сияқты заманауи болат қорытпалары коррозияға және шаруаққа тұрақтылық қасиеттерін арттырады. Хром мен никель сияқты элементтерді құрамына алған осындай қорытпалар көп жағдайда құрлық жағалауларында немесе өнеркәсіпті аймақтарда құрылыстардың қызмет ету мерзімін ұзартады. Бұл қорытпалар көпірлердің қызмет ету уақытын ұзартып қана қоймай, техникалық қызмет көрсетуге кететін шығындарды да азайтады.
BIM, CAD, CNC өңдеу және модульді құрылыс сияқты технологиялық жаңалықтар дәл дайындауға, қалдықтарды азайтуға және жинақтау жылдамдығын арттыруға мүмкіндік береді. Бұл технологиялар құрылыс кезінде қауіпсіздікті арттырып, біркелкілікті сақтайды және ауа райына байланысты кешігулерді азайтады.
Екі қабатты болаттың бастапқы құны жоғары, бірақ оның ұзақ мерзімді пайдалану шығындары төмен. Ол ұзақ өмір сүреді, қайта переработкаға қол жеткізеді және көміртегі болатымен салыстырғанда көміртегі шығарындыларын біршама азайтады. Көпірлер салу жобаларында қолдану уақыт өткен сайын шығындарды үнемдеуге және қоршаған ортаға пайдалы әсер етуге мүмкіндік береді.
Бағдарлама © 2025 Bao-Wu(Tianjin) Import & Export Co.,Ltd. барлығында. - Құпиялық саясаты
EN
