I ponti sono un'invenzione significativa nella storia umana. Dai tempi antichi, quando le persone utilizzavano alberi abbattuti e pietre accatastate per attraversare corsi d'acqua e burroni, all'uso di ponti ad arco e persino ponti strallati, l'evoluzione è stata notevole. La recente apertura del ponte Hong Kong-Zhuhai-Macao segna una tappa cruciale nella storia dei ponti. Nella moderna costruzione dei ponti, oltre all'utilizzo di strutture in cemento armato, i materiali metallici, in particolare le leghe di alluminio, sono diventati la scelta principale grazie ai loro numerosi vantaggi.
Nel 1933, il primo ponte al mondo in lega di alluminio fu utilizzato su 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 che attraversava il fiume Saguenay in Quebec, con un'unica campata che raggiungeva gli 88,4 metri. Questo ponte è stata la prima struttura al mondo interamente in lega di alluminio. Il ponte aveva piloni alti 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 è stato ridotto 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 ha costruito circa 35 ponti strutturali in lega di alluminio, mentre la Germania ne ha costruiti circa 20 tra il 1950 e il 1970. La costruzione di numerosi ponti ha fornito una preziosa esperienza ai 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, con solo il 34% del peso dell'acciaio a parità di volume. Tuttavia, hanno caratteristiche di resistenza simili all’acciaio. Inoltre, le leghe di alluminio mostrano un’eccellente elasticità e resistenza alla corrosione pur avendo costi di manutenzione strutturale inferiori. Di conseguenza, hanno trovato ampia applicazione nella moderna costruzione di ponti.
Anche la Cina ha fatto passi da gigante nella costruzione di ponti. Il ponte Zhaozhou, esistente da oltre 1500 anni, è uno dei capolavori dell'antica ingegneria dei ponti cinesi. Nell’era moderna, con l’assistenza dell’ex Unione Sovietica, la Cina ha costruito anche diversi ponti in acciaio, tra cui i ponti sul fiume Yangtze a Nanchino e Wuhan, nonché il ponte sul fiume Pearl 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 su Qingchun Road a Hangzhou, costruito nel 2007. Questo ponte è stato progettato e installato da ingegneri di ponti tedeschi e tutti i materiali sono stati importati dalla Germania. Nello stesso anno, il ponte pedonale di Xujiahui, Shanghai, è stato interamente sviluppato e realizzato in ambito nazionale 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.
Nel futuro, i ponti in lega di alluminio hanno ampie prospettive di sviluppo in Cina per diversi motivi:
1 La costruzione di ferrovie ad alta velocità in Cina è in forte espansione, soprattutto nei complessi terreni delle regioni occidentali con numerose valli e fiumi. Si prevede che i ponti in lega di alluminio, grazie alla loro facilità di trasporto e alle proprietà leggere, avranno un mercato potenziale significativo.
2 I materiali in acciaio sono soggetti alla ruggine e hanno scarse prestazioni alle basse temperature. La corrosione dell'acciaio influisce in modo significativo sulla stabilità del ponte, con conseguenti maggiori costi di manutenzione e rischi per la sicurezza. Al contrario, i materiali in lega di alluminio hanno una forte resistenza alla corrosione e funzionano bene alle basse temperature, rendendoli adatti a varie condizioni climatiche e garantendo una durata a lungo termine. Sebbene i ponti in lega di alluminio possano avere costi di costruzione iniziali più elevati, le loro basse spese di manutenzione possono aiutare a ridurre il divario di costi 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, tra cui 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 della metropolitana urbana nelle principali città cinesi impone requisiti rigorosi per le strutture in superficie. A causa dei notevoli 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 Aluminium
Orario di pubblicazione: 15 maggio 2024
