玻璃桥让脆性材料不“脆弱”

　　玻璃材料以其独特的透明性和美观性，在建筑领域备受青睐，已有近千年的使用历史。但由于玻璃材料天然的脆性，使得其在建筑领域的应用受到了很大的限制。

　　张家界大峡谷“云天渡”玻璃桥项目作为全球首座空间索面大张开量悬索桥，是首次以玻璃为受力结构件使用的大型景观桥。全桥采用玻璃作为桥面板，桥面共有99块玻璃，每块玻璃长4.42米、宽3.01米、厚50毫米，单片自重1.5吨。

　　这是玻璃结构产品在水平承载情况下，首次应用于非幕墙领域，作为承载结构的一部分。玻璃结构下方和侧面均设置了弹性橡胶垫片，以保证玻璃结构在各种荷载作用下具有足够的间隙和变形协调能力，从而使其只承受局部荷载，不参与全桥结构的整体受力。

　　然而，玻璃的加工和施工面临巨大挑战，玻璃在水平安装条件下，长期作为承载结构单元使用，除常规常见载荷外，还要承担人、落石等非常规载荷。

　　玻璃如此大批量地作为悬索桥面来使用，这是第一次。玻璃的“脆性”，要让它在安装和服役过程中保证其良好耐久性、稳定性和可靠性，难度不言而喻。

　　脆性材料作为承载材料使用，一旦出现非可控意外坠落物的情况，如何保证其受到冲击后不破损，或者破损后不坠落？这也是对其是否具备强大的后承载性能的考验，必须保证桥面人员的万无一失。

　　近几十年以来，随着夹层玻璃的出现及其夹胶工艺的完善，玻璃在建筑领域的使用面积和应用范围得到极大的增长和扩展。夹层玻璃通过高分子聚合物中间膜的黏结作用，构建玻璃单片之间的“桥梁”，形成“三明治”结构，增强了夹层玻璃构件的整体性，提高了整体承载能力，还能在玻璃层破碎后黏附玻璃碎片，并保持一定的残余承载力。

　　此次玻璃桥在选择材料时，采用了多层钢化玻璃+胶片的形式，选用尽量少含硫化镍和异质相颗粒的超白玻璃进行加工制造。胶片使用高抗剪切性能和后破坏承载性能优异的SGP材料。

　　值得一提的是，考虑到玻璃桥对耐候性的高要求，我们做了反复的试验和对比，保证玻璃在室外不同天气下，其玻璃和胶片的挠度变形和结构强度的变化，满足设计安全需求，从而保证桥面承载的安全性。

　　最后就是施工环节，因玻璃桥所处的位置为悬空山谷，玻璃的单片重量很大，玻璃的吊装和转运过程亦是挑战，精准控制、精细施工以保证脆性材料安稳地进入预定设计的钢结构材料中，且确保玻璃不与金属或非金属硬质材料直接接触。