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玻璃桥让脆性材料不“脆弱”-天天快看
2022-12-26 11:12:52 来源:中国建材报 编辑:news2020

姜现方


(资料图片)

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。

玻璃承载面临挑战

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。

克服脆性是突破

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。

高性能高要求保安全

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。

(作者单位:河南中玻玻璃有限公司)

本文原载于《中国建材报》12月19日3版

责编:丁涛

校对:和新龙

监审:贺丹

标签: 脆性材料 夹层玻璃

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