玻璃橋讓脆性材料不“脆弱”

玻璃材料以其獨特的透明性和美觀性，在建築領域備受青睐，已有(yǒu)近千年的使用(yòng)曆史。但由于玻璃材料天然的脆性，使得其在建築領域的應用(yòng)受到了很(hěn)大的限制。

張家界大峽谷“雲天渡”玻璃橋項目作(zuò)為(wèi)全球首座空間索面大張開量懸索橋，是首次以玻璃為(wèi)受力結構件使用(yòng)的大型景觀橋。全橋采用(yòng)玻璃作(zuò)為(wèi)橋面闆，橋面共有(yǒu)99塊玻璃，每塊玻璃長(cháng)4.42米、寬3.01米、厚50毫米，單片自重1.5噸。玻璃承載面臨挑戰這是玻璃結構産(chǎn)品在水平承載情況下，首次應用(yòng)于非幕牆領域，作(zuò)為(wèi)承載結構的一部分(fēn)。玻璃結構下方和側面均設置了彈性橡膠墊片，以保證玻璃結構在各種荷載作(zuò)用(yòng)下具(jù)有(yǒu)足夠的間隙和變形協調能(néng)力，從而使其隻承受局部荷載，不參與全橋結構的整體(tǐ)受力。

然而，玻璃的加工(gōng)和施工(gōng)面臨巨大挑戰，玻璃在水平安(ān)裝(zhuāng)條件下，長(cháng)期作(zuò)為(wèi)承載結構單元使用(yòng)，除常規常見載荷外，還要承擔人、落石等非常規載荷。克服脆性是突破玻璃如此大批量地作(zuò)為(wèi)懸索橋面來使用(yòng)，這是第一次。玻璃的“脆性”，要讓它在安(ān)裝(zhuāng)和服役過程中(zhōng)保證其良好耐久性、穩定性和可(kě)靠性，難度不言而喻。

脆性材料作(zuò)為(wèi)承載材料使用(yòng)，一旦出現非可(kě)控意外墜落物(wù)的情況，如何保證其受到沖擊後不破損，或者破損後不墜落？這也是對其是否具(jù)備強大的後承載性能(néng)的考驗，必須保證橋面人員的萬無一失。

近幾十年以來，随着夾層玻璃的出現及其夾膠工(gōng)藝的完善，玻璃在建築領域的使用(yòng)面積和應用(yòng)範圍得到極大的增長(cháng)和擴展。夾層玻璃通過高分(fēn)子聚合物(wù)中(zhōng)間膜的黏結作(zuò)用(yòng)，構建玻璃單片之間的“橋梁”，形成“三明治”結構，增強了夾層玻璃構件的整體(tǐ)性，提高了整體(tǐ)承載能(néng)力，還能(néng)在玻璃層破碎後黏附玻璃碎片，并保持一定的殘餘承載力。高性能(néng)高要求保安(ān)全此次玻璃橋在選擇材料時，采用(yòng)了多(duō)層鋼化玻璃+膠片的形式，選用(yòng)盡量少含硫化鎳和異質(zhì)相顆粒的超白玻璃進行加工(gōng)制造。膠片使用(yòng)高抗剪切性能(néng)和後破壞承載性能(néng)優異的SGP材料。

值得一提的是，考慮到玻璃橋對耐候性的高要求，我們做了反複的試驗和對比，保證玻璃在室外不同天氣下，其玻璃和膠片的撓度變形和結構強度的變化，滿足設計安(ān)全需求，從而保證橋面承載的安(ān)全性。

最後就是施工(gōng)環節，因玻璃橋所處的位置為(wèi)懸空山(shān)谷，玻璃的單片重量很(hěn)大，玻璃的吊裝(zhuāng)和轉運過程亦是挑戰，精(jīng)準控制、精(jīng)細施工(gōng)以保證脆性材料安(ān)穩地進入預定設計的鋼結構材料中(zhōng)，且确保玻璃不與金屬或非金屬硬質(zhì)材料直接接觸。

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