十多年前，当张家界大峡谷景区负责人陈志冬提出建一座玻璃桥横跨峡谷，很多人说他在做梦。后来，世博会时，他找到了以色列国家馆设计师渡堂海，请求对方予以帮助。接着，他拿到了渡堂海设计的玻璃桥效果图，却依旧面临无人问津的窘境。“国内的很多建设单位说玻璃桥风险太大，而且投入产出比不划算。难道这个桥只能找国外单位建造？”正当陈志冬陷入失落之时，中铁大桥院和中建六局分别作为设计单位和施工单位提出了合作的意愿。经过3年多的建设，目前耗资超过2亿元的玻璃桥已经合龙，桥面玻璃铺设完毕，项目进入竣工验收阶段。据了解，该玻璃桥创造了世界最长玻璃桥面人行桥、桥面上建有世界最高蹦极台、世界首座空间索面大张开量(张开量超过8倍)悬索桥、世界主梁高跨比最小(1：)的桥梁、世界首座同时采用电涡流阻尼、水阻尼、螺仪电动减振阻尼等各种措施保证人行舒适性的桥梁等多项世界第一。不过，尽管景区已经进行了多次公开的测试，但还是有人提出“不怕高，就怕豆腐渣”之类的担心。玻璃桥的安全能保障吗？日前，记者走进张家界大峡谷，采访了设计方和施工方的多位专家。在他们看来，玻璃桥确实可以称得上“固若金汤”。高强钢化夹胶玻璃能经30人铁锤猛砸7月的张家界，烈日当空。而位于市区东北的大峡谷景区，却因为高耸绝壁和茂密植被对阳光的阻挡，凉爽而舒适。此时在谷底，置身于溪水上弥漫的层层薄雾中，抬起头，蓝天中一道白色的细线纵横两壁之间，宛若人间仙境。这道白色细线，正是玻璃桥。它的总长米、桥面宽6米，距谷底相对高度约米，两侧都是悬崖，中间没有任何支撑。走上峡谷西侧的栗树垭山头，一座“世外天梯”映入眼帘。长长的桥身、透明的桥面、内收如小蛮腰的线型，洁白如玉，蔚为壮观。从玻璃桥面向下望去，万丈深渊和峡谷美景尽收眼底，刺激而美丽。“作为设计师，置身于仙境般的国家公园，我相信自然、和谐、平衡与美丽。自然本身就是美丽的，我们要尽可能不去打扰她。因此，张家界玻璃桥采用了尽可能隐形的设计，使它自然而然地消失在白云中。”作为生态建筑专家，渡堂海如此讲述玻璃桥的设计理念。隐形、和谐，此时，玻璃就成了突破口。“我国近年来建了许多玻璃栈道只是围绕山体而建的人行步道，而跨越高山峡谷的玻璃桥则难得多，世界上还没有先例。专业上，虽然我们把这座桥称为空间索面地锚式悬索桥，但绝不能忽略玻璃桥面的意义。玻璃在此桥中的的确确是桥面板受力结构，这是极为难得的。”玻璃桥总设计师、中铁大桥院集团副总工程师万田保告诉记者。在很多人的印象中，玻璃是易碎品，易碎品怎么可能大幅受力呢？　对此，万田保解释：“随着科技的进步，现在的钢化玻璃强度越来越大，像汽车玻璃，当人在汽车内遇到突发情况时，是不是很难击碎玻璃？　玻璃桥的桥面玻璃经过反复筛选、验证，具备了‘大尺寸、高硬度、高厚度、耐磨、防冻、超纯净、防爆、高荷载、防霉、防温度剧降’等诸多特性。”“但若是找到正确的点，集中力量给钢化玻璃致命一击，不是也可以将它击得粉碎吗？”记者问。目前的安全测试表明，在玻璃桥上，这是不必要的担心。英国BBC记者曾现场进行了一场抡捶测试，在大桥的中间位置卯足劲抡起大锤砸向桥面玻璃，玻璃虽有裂痕但并未掉落。后来，景区又组织了一场更为“残暴”的“30人铁锤高空猛砸”测试，他们轮番以2.75公斤重的铁锤用全力砸一块桥面玻璃，尽管从第一锤开始就出现了裂隙，但整体并未碎开掉落；之后，一辆2吨重的越野车从砸裂的玻璃上驶过。已经布满裂纹的桥面玻璃仍然牢牢黏合成一个整体，越野车安全通过。仔细观察玻璃桥，中间铺着99块长宽高为cm×cm×5cm的高强钢化夹胶玻璃，全透明；两边则为钢化防滑玻璃，紧附下方的钢梁结构。其实，桥面并非全透明，而是只有中间透明。“考虑到透明玻璃需要极大强度，选材上，桥面玻璃来自河南一家特种玻璃制造商。按照设计，桥面最大游客容量为人。设计条件下，一块玻璃承重4.7吨。在模拟测试中，玻璃的静载为20吨，安全系统达到设计荷载的4倍。”来自施工方中建六局的玻璃桥项目总工马亮告诉记者，“设计上，我们采用三层夹胶玻璃。如果玻璃是一层，在集中打击或者温度剧变时，还存在破碎可能。那如果玻璃是多层，一锤子打下来，上层玻璃集中的作用力到了下层就会分散，且层层有夹胶粘连。大家一起碎？不可能。”“因为玻璃是建筑中的主要建材，对玻璃的研究已经很深入。对我们而言，(用玻璃做桥面)　绝不是最大的难题。”万田保表示，比玻璃桥面更大的难题还有很多，建桥的地形地质就让设计方伤透了脑筋。如何克服柔性与刚性的矛盾桥址位于山区，地形具有“沟大谷深、沟谷交错、岗峦起伏”等特点。而这里的原始地貌为岩溶　(喀斯特)　地貌中的峰林地形，主要以垂直岩溶发育为主。按最初设计，玻璃桥宽3.2米、长约米，但在玻璃桥施工的前期岩体钻探中多次发现溶洞，桥塔和锚碇扎不牢。这对悬索桥的安全稳固是一个“致命伤”。为确保玻璃桥的稳定性和安全性，大峡谷景区先后组织了20多次反复论证和试验，最终确定将玻璃桥延伸60米，桥面拓宽2.8米，即总长米、宽6米。不过，为了规避溶洞，桥也变成了异形桥：西北侧、西南侧、东北侧、东南侧桥塔柱全高依次为40.65m、40.65m、37.15m、40.15m。西侧两塔柱间的横向中心间距为45m，东侧两塔柱间的横向中心间距为50m。西高东低，西窄东宽，呈现非对称性。“造桥重在计算，某个点、某个位置，他们的空间坐标一旦确定，便很难改变。稍有不慎，桥梁就会变得不平顺，甚至有无法合龙的风险。”万田保说，他们专门开发了一款计算软件，解决了异形结构找形计算难题。他认为，玻璃桥最大的难题，在于如何解决作为景观桥的柔与本桥功能需要的刚之间的矛盾。作为景观桥，玻璃桥的梁高为0.6米，梁宽约为6米，最大限度地限制建筑高度和宽度，保持较小的高跨比和宽跨比。可一旦如此，整个桥就会变得非常轻薄。“一般景区的悬索桥，走在上面摇摇晃晃的，遇到地震、大风或者一个人稍有剧烈动作，其他人立马胆战心惊。但玻璃桥跨度大，晃动对桥身伤害巨大，再加上日后需开展蹦极、溜索等运动，晃动一定要降到最低，保证人的舒适性。”怎么把柔性非常大的桥建成刚度非常大的桥呢？设计方的第一步是大张开量空间索面主缆。为何从主缆入手？　因为正常情况下，玻璃桥的受力顺序是玻璃受力传导给主梁，主梁通过吊索传给主缆，最后传导到桥塔和锚碇之上，主缆在其中非常重要。玻璃桥的每根主缆由19股索股组成，每根索股由91丝直径为5.1mm的镀锌高强钢丝组成，钢丝极限抗拉强度为MPa。何为大张开量？简单说，就是收紧的空间索面，如同“小蛮腰”造型：玻璃桥两端的主缆距离为40米、50米，主梁宽为6米。“我们认为如果主缆受力时是一条绷紧的曲线，那么这肯定比直线时更能受力。打个比方，初始状态的弓弦想拉弯很容易，但弓弦也有一个反作用力，拉得越紧越感觉难拉。所以，大张开量会更稳定。”万田保说，“除了稳定，大张开量、配合主梁平面尺寸的变化，还能确保在紧急情况发生时，桥上的人更容易向两端疏散，而不是挤一起。”第二步便是在主梁上合理选择几何刚度，即为钢纵梁配重，在其内部灌注混凝土。“你可以把悬索桥的主缆比作小提琴的琴弦，琴弦绷得越紧，就越拨不动，通过配重，让主缆绷紧，意义便在于此。”万田保说，“配重越多越稳当。但成本也越高，因此需要合理配重。桥梁建设迎来做精做细时代对于抗风而言，无论是大张开量空间索面主缆，还是在主梁上合理选择几何刚度，都有着积极的意义。因为两种处理都会增加桥梁的稳定性。除此之外，有一些设计上的小细节，是为抗风专门准备的。在主梁外侧，合理选择气动外形，设置近似三角形的防风嘴，让大风、气流平稳、一致而非混乱地通过桥面，减小气动力。在抗风设计中，玻璃也是必须考虑的方面。首先必须保证玻璃连接牢固，否则很容易像飞机一样，获得向上的升力，脱落出去。其次，为防止玻璃脱落，采取条块橡胶垫固定，增加玻璃对桥体的跟随性。受惠于玻璃桥的刚度处理，桥在8级风、满载游客时，依然可以保持稳定；17级风时桥体依然安全。“我们已规定，8级风时，玻璃桥景点就会关闭。”万田保说。为使桥梁结构在各种振动情况下能够正常运作，同时延长桥梁使用寿命，玻璃桥采取多种减振装置来遏制不同方向振动。这样，当桥梁主结构受激振而振动时，减振装置子结构就会产生一个与主结构振动方向相反的惯性力，使主结构的反应衰减并受到控制，有效阻止人致振动并可减轻地震的影响。第一种减振装置为玻璃球TMD阻尼。未来，在玻璃桥面上会放置很多玻璃球，由于放的位置不一，客观上就打乱了行人的步伐，起到遏制振动的效果。“这种分析没错，但只是从外观上的判断。TMD阻尼即质量阻尼调节器，重达数百公斤的空心玻璃球内其实设有机关———钢板弹簧、粘滞阻尼，以产生遏制桥梁振动的作用力。”万田保说。第二种是水箱减振。桥底下装有四组大水箱，其产生的波浪振动与桥体的振动不同步，当桥体出现共振时，它能够抵消桥体的晃动。水箱支承在结构上，结构振动起来，支承点就会不一样高，水往低处涌，自然就与结构振动慢半拍，结果就是：某个支点向上，水向下，反之支点向下，水向上，时时刻刻与主结构振动反向，这就是水箱减振原理。第三种是电涡流阻尼。这个装置更加神奇，它可以让桥振动时的动力转变为电流，转化成热量释放出去。有了这三种高科技保驾护航，游客再也不用担心齐步走掉下去的风险了。“这座桥是我最自豪、最完美的一件作品。”刚满30岁的马亮，第一次担任项目技术负责人，带着平均年龄只有28岁的施工团队，接到如此复杂的项目，压力非常大。“因为知道玻璃桥的人太多了，从老百姓、到专家、再到政府官员，全世界的目光都盯着这座桥，我甚至连一点修改的余地都没有，每走一步都没有回头路。”他说，“我们这些‘新人’年纪小点，但在相关悬索桥施工上已积累了充足的经验。而且，应对复杂情况只能依靠创新，年轻人在新项目中更加敢打敢拼，这也是优势。”在施工过程中，马亮遇到了太多的第一次。作为空间索面悬索桥缆索系统，他们研发空间索面主缆平行架设对拉成型技术及主缆横向对拉工装，解决了非对称空间索面主缆线形调整控制难题；当然他们也曾遇到过一些困境。“由于计算的疏忽，合龙前最后一块主梁安装时，宽度受限无法嵌入，现场改动又会影响美观，这让我连续几天没睡着觉。关键时刻，我们并未慌乱，而是临时想出了一个巧妙的处理方法———削去相应位置主缆下方的猫道铁丝网，这给施工人员造成很大的困扰。好在，我们都挺过来了。这个教训我会永远牢记。”马亮说。“桥看起来不大，但真是豁出命才做出来。没有点浪漫情怀，是做不出这座桥的。”回顾三年的建设，万田保也是满心感慨，“张家界大峡谷玻璃桥具有交通、旅游游览和景观功能，各种功能的冲突我们要一一化解。比如，为了开阔视野用玻璃做桥面，我就要解决玻璃易碎、共振、防风等难题；为美观，高跨比、宽跨比变小，我就要解决保持柔性的同时提高刚度的问题。虽然有一大堆困难，但业主说了，国内没人做，他就交给国外做，这可不行，我们必须做。”在万田保看来，玻璃桥是国内首座根据功能定制的异形悬索桥，其设计克服了建筑选材、玻璃工艺、抗风防滑、抗压、抗风、抗冻等多项技术难题。它的成功，标志着我国桥梁建设进入‘全能时代’。悬索桥建设可能由多跨、大跨度平行索面结构转向定制化、个性化、功能组合悬索桥的新时代。他说：“过去，我们造桥考虑的功能包括安全、适用、耐久、经济、美观，美观放在靠后的位置，但在个性定制理念中，比如玻璃桥，美观会放在相当靠前的位置，这些改变都需要尽快适应。”“或许，玻璃桥对于我国桥梁文化的推广也是一个启示。”他说，“比如玻璃桥的技术，来张家界采访的外国知名媒体有很多，全世界都想知道玻璃桥如何保证安全。来玻璃桥走一趟不仅可以壮胆，还能增加可观的桥梁结构知识，希望未来景区能做好桥梁科普工作。我甚至已跟景区商量，等玻璃桥开通，我这个设计师上去当导游，有了我的讲解，游客还会感到不安全吗？”来源：年7月17日《文汇报》原题目：玻璃桥如何打造坚强的心作者：赵征南商家推荐：张家界雪梅蓝孔雀养殖基地经营范围：蓝孔雀养殖、销售、生产，出售孔雀幼苗、孔雀蛋、商品孔雀、观赏孔雀及工艺品、食材。服务宗旨：引领更多人本土人创业致富，欢迎各景区、景点、餐厅、农家乐、个人前来洽谈业务！联系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