I ponti sono un'invenzione significativa nella storia dell'umanità. Dai tempi antichi, quando si utilizzavano alberi abbattuti e pietre accatastate per attraversare corsi d'acqua e burroni, all'uso di ponti ad arco e persino di ponti strallati, l'evoluzione è stata notevole. La recente inaugurazione del ponte Hong Kong-Zhuhai-Macao segna una pietra miliare cruciale nella storia dei ponti. Nella moderna costruzione di ponti, oltre all'utilizzo di strutture in cemento armato, i materiali metallici, in particolare le leghe di alluminio, sono diventati la scelta prevalente grazie ai loro molteplici vantaggi.
Nel 1933, il primo impalcato in lega di alluminio al mondo fu utilizzato per un ponte che attraversava un fiume a Pittsburgh, negli Stati Uniti. Più di dieci anni dopo, nel 1949, il Canada completò un ponte ad arco interamente in alluminio sul fiume Saguenay, nel Quebec, con una campata unica lunga 88,4 metri. Questo ponte fu la prima struttura interamente in lega di alluminio al mondo. Il ponte aveva pile alte circa 15 metri e due corsie per il traffico veicolare. Utilizzava la lega di alluminio 2014-T6 e aveva un peso totale di 163 tonnellate. Rispetto al ponte in acciaio originariamente previsto, il peso si ridusse di circa il 56%.
Da allora, la tendenza dei ponti strutturali in lega di alluminio è stata inarrestabile. Tra il 1949 e il 1985, il Regno Unito costruì circa 35 ponti strutturali in lega di alluminio, mentre la Germania ne costruì circa 20 tra il 1950 e il 1970. La costruzione di numerosi ponti fornì una preziosa esperienza per i futuri costruttori di ponti in lega di alluminio.
Rispetto all'acciaio, i materiali in lega di alluminio hanno una densità inferiore, il che li rende molto più leggeri: pesano solo il 34% dell'acciaio a parità di volume. Tuttavia, presentano caratteristiche di resistenza simili a quelle dell'acciaio. Inoltre, le leghe di alluminio presentano un'eccellente elasticità e resistenza alla corrosione, pur comportando minori costi di manutenzione strutturale. Di conseguenza, hanno trovato ampia applicazione nella moderna costruzione di ponti.
Anche la Cina ha compiuto passi da gigante nella costruzione di ponti. Il ponte di Zhaozhou, eretto da oltre 1500 anni, è una delle massime realizzazioni dell'antica ingegneria pontiera cinese. Nell'era moderna, con l'assistenza dell'ex Unione Sovietica, la Cina ha anche costruito diversi ponti in acciaio, tra cui i ponti sul fiume Yangtze a Nanchino e Wuhan, nonché il ponte sul fiume Perle a Guangzhou. Tuttavia, l'applicazione dei ponti in lega di alluminio in Cina sembra essere limitata. Il primo ponte strutturale in lega di alluminio in Cina è stato il ponte pedonale sulla Qingchun Road a Hangzhou, costruito nel 2007. Questo ponte è stato progettato e installato da ingegneri pontieristici tedeschi e tutti i materiali sono stati importati dalla Germania. Nello stesso anno, il ponte pedonale di Xujiahui, Shanghai, è stato interamente sviluppato e prodotto in Cina utilizzando strutture in lega di alluminio. Utilizzava principalmente la lega di alluminio 6061-T6 e, nonostante il suo peso proprio di 15 tonnellate, poteva supportare un carico di 50 tonnellate.
In futuro, i ponti in lega di alluminio avranno grandi prospettive di sviluppo in Cina per diversi motivi:
1. La costruzione di ferrovie ad alta velocità in Cina è in piena espansione, soprattutto nei complessi territori delle regioni occidentali, caratterizzati da numerose valli e fiumi. Si prevede che i ponti in lega di alluminio, grazie alla loro facilità di trasporto e leggerezza, avranno un mercato potenziale significativo.
2 I materiali in acciaio sono soggetti a ruggine e hanno scarse prestazioni alle basse temperature. La corrosione dell'acciaio influisce significativamente sulla stabilità del ponte, con conseguenti maggiori costi di manutenzione e rischi per la sicurezza. Al contrario, i materiali in lega di alluminio presentano un'elevata resistenza alla corrosione e buone prestazioni alle basse temperature, il che li rende adatti a diverse condizioni climatiche e garantisce una lunga durata. Sebbene i ponti in lega di alluminio possano avere costi di costruzione iniziali più elevati, le loro basse spese di manutenzione possono contribuire a ridurre il divario di costo nel tempo.
3 La ricerca sui pannelli per ponti in alluminio, sia a livello nazionale che internazionale, è ben sviluppata e questi materiali sono ampiamente utilizzati. I progressi nella ricerca sui materiali forniscono garanzie tecniche per lo sviluppo di nuove leghe che soddisfano diversi requisiti prestazionali. I produttori cinesi di alluminio, inclusi giganti del settore come Liaoning Zhongwang, hanno gradualmente spostato la loro attenzione sui profili industriali in alluminio, gettando le basi per la costruzione di ponti in lega di alluminio.
4 La rapida costruzione di metropolitane urbane nelle principali città cinesi impone requisiti rigorosi per le strutture in superficie. Grazie ai loro significativi vantaggi in termini di peso, è prevedibile che in futuro verranno progettati e utilizzati più ponti pedonali e autostradali in lega di alluminio.
A cura di May Jiang di MAT Aluminum
Data di pubblicazione: 15 maggio 2024
