揚子晚報網11月24日訊（通訊員 尚雨迪 鄭禮月 記者 萬凌云姜天圣）在江蘇大學第六食堂與學生公寓F區之間，有座長55米、寬6.8米的人行天橋。數千名學生每天從橋上經過，但很少有人知道，這座橋是一位低調的“探路先鋒”。它沒有華麗的外表，卻承載著中國橋梁界對綠色低碳的大膽想象。它，就是我國首座采用碳纖維增強聚合物（CFRP）拉索建造的斜拉橋。2005年建成至今，這座橋幾乎零維護，靜靜地守護著江大校園，詮釋著何為綠色、耐久與創新。
橋梁
【資料圖】
國家項目落地校園
“當初為什么要建這樣一座橋？”江蘇大學土木工程與力學學院退休教授劉榮桂表示，這一構想源自他的導師——東南大學呂志濤院士。作為我國預應力技術領域的權威，呂志濤前瞻性地提出將一種新型材料——CFRP應用于實際工程。CFRP具有質量輕、強度高、耐腐蝕等突出優勢，但也存在抗剪能力弱、傳統夾片式錨具容易致其損傷等技術挑戰。盡管如此，應用它探索大跨度結構的潛力，非常契合綠色低碳發展方向。
橋梁
2004年前后，國內尚無CFRP材料在橋梁中的應用先例。時任江蘇大學基建處處長的劉榮桂，研究方向正是橋梁結構。恰逢學校規劃在西山片區修建人行天橋，而劉榮桂正參與一項與CFRP材料在土木工程中應用的國家“863”計劃課題。因此，他向呂志濤建議，將這一國家科研項目與校園基建相結合，“這正是一次把前沿研究落地為實際工程的契機”。
橋址選在六食堂附近并非偶然。那里原有兩座小山，高差適中，這種地形為設置索塔和拉索提供了天然條件。橋梁總長55米，采用單塔雙索面設計，斜拉索采用CFRP材料，主梁與索塔則為鋼筋混凝土結構。
從圖紙到實物的突破
作為國內首座CFRP索斜拉橋，項目無先例可循。“這是一個全新的領域，沒有可借鑒的經驗，一切只能靠自己摸索，”劉榮桂坦言，“當時國內沒有類似的碳纖維張拉、錨固技術，在呂院士指導下，我們做了大量試驗，特別是在錨固方法上，材料怎么選、工藝怎么做，都進行了反復探索。”
橋梁設計由江蘇大學團隊與東南大學呂志濤院士團隊共同完成，施工采用“內外結合”的方式：土建部分由學校施工隊負責，而碳纖維索的制作、安裝、張拉等核心技術環節，則由呂志濤團隊和劉榮桂團隊共同實施。
圖紙
這座橋的索塔兩側各布置了4對拉索，斜拉索全部采用CFRP材料。由于CFRP材料質輕但脆性大、抗橫向擠壓能力差等特性，吊裝和張拉過程很困難。“當時場地雖然開闊，但難度較大，我們不斷改進施工方案，團隊一起作戰，反復試驗，最終摸索出了一套可行的施工方法。”劉榮桂回憶道。
最具挑戰性的是錨固系統的研發。針對CFRP材料抗剪能力弱的特性，團隊創新開發了直管內錐錨固系統，它巧妙結合了直管錨固和錐形錨固兩種傳統方式的優點，大幅降低了CFRP桿的剪切和徑向應力峰值。這一設計有效解決了碳纖維材料與傳統連接部件不兼容的技術難題，顯著提高了錨固效率和長期穩定性。
老照片
這座橋還是一個大型實驗平臺。研發團隊在關鍵位置布設了多種永久性傳感器，不僅能長期實時監測拉索的受力狀態，還能采集橋梁在不同荷載與環境下的振動等性能數據，為評估碳纖維錨固系統的全生命周期受力性能等提供了科學依據。
綠色基建的示范
2005年9月，這座CFRP索斜拉橋正式建成。它外觀樸素，常被學生誤認為是一座“水泥橋”。橋上拉索的灰色不銹鋼護套，用于保護內部碳纖維索免受橫向剪切力影響。“碳纖維索必須嚴格防護，不能外露。”劉榮桂解釋道。
老照片
劉榮桂說，呂院士要求低調做事，因此橋梁建成后沒有舉行剪彩或慶典，但這座橋卻在國內外學術界引起了廣泛關注。北京工業大學、同濟大學、華南理工大學、華中科技大學等多所高校團隊先后前來觀摩交流，相關研究成果發表于Construction and Building Materials等高水平學術期刊，獲得國內外學者的關注和引用。
這座橋不僅驗證了CFRP材料在實際工程中應用的可行性，也催生了一系列科研項目。依托此橋，劉榮桂團隊共申報了6項國家自然科學基金項目，完成多篇博士論文，并獲教育部科研成果二等獎等多個獎項。
尤為值得一提的是，橋梁建成至今已20年，幾乎無需特殊維護。劉榮桂自豪地解釋道，這得益于碳纖維材料卓越的耐腐蝕和抗疲勞特性。這種特性，極大地降低了橋梁的全生命周期成本與碳排放。
如今，劉榮桂雖已退休，但他時常回到江大，向來訪者介紹這座橋。“如果是專業人士，我會重點講解技術細節；如果是普通訪客，我會闡述其價值與意義，”他說，“這座橋不僅是通行設施，更是CFRP材料在我國橋梁建設中首次應用的‘試驗田’，對于當前發展綠色交通基礎設施，仍具有借鑒意義。”
校對 胡妍璐
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