在江蘇大學第六食堂與學生公寓F區(qū)之間，有一座長55米、寬6.8米的人行天橋。每天數(shù)千名學生從橋上經(jīng)過，卻鮮有人知，這座橋是一位低調的“探路先鋒”。它外觀樸實無華，卻承載著中國橋梁界對綠色低碳的大膽探索。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。

自2005年建成以來，這座橋幾乎無需維護，靜靜地守護著江大校園，詮釋著綠色、耐久與創(chuàng)新的理念。

今天，讓我們一同走近這座“深藏功與名”的橋，了解它如何將CFRP材料首次應用于我國橋梁建設，又是如何從一項國家“863”計劃課題成長為探索“雙碳”目標的“活教材”。

國家項目落地校園

土木工程與力學學院退休教授劉榮桂表示，建造這座橋的構想源自他的導師——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、耐腐蝕等優(yōu)勢，但也面臨抗剪能力弱、傳統(tǒng)夾片式錨具易致其損傷等技術挑戰(zhàn)。不過，應用它探索大跨度結構的潛力，非常符合綠色低碳發(fā)展方向。

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，研究方向為橋梁結構，且正參與一項與CFRP材料在土木工程中應用的國家“863”計劃課題。恰逢學校規(guī)劃在西山片區(qū)修建人行天橋，他便向呂志濤建議，將國家科研項目與校園基建相結合，認為這是把前沿研究轉化為實際工程的契機。

橋址選在六食堂附近并非偶然。那里原有兩座小山，高差適宜，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，該項目無先例可循。劉榮桂坦言：“這是一個全新的領域，沒有可借鑒的經(jīng)驗，一切只能靠自己摸索。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，材料選擇和工藝操作都進行了反復探索?！?/p>

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”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(huán)節(jié)，則由呂志濤團隊和劉榮桂團隊共同實施。

這座橋的索塔兩側各布置了4對拉索，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，吊裝和張拉過程困難重重。劉榮桂回憶道：“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(zhàn)，反復試驗，最終摸索出了一套可行的施工方法。”

最具挑戰(zhàn)性的是錨固系統(tǒng)的研發(fā)。針對CFRP材料抗剪能力弱的特性，團隊創(chuàng)新開發(fā)了直管內錐錨固系統(tǒng)，它結合了直管錨固和錐形錨固兩種傳統(tǒng)方式的優(yōu)點，大幅降低了CFRP桿的剪切和徑向應力峰值，有效解決了碳纖維材料與傳統(tǒng)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(wěn)定性。

這座橋還是一個大型實驗平臺。研發(fā)團隊在關鍵位置布設了多種永久性傳感器，能長期實時監(jiān)測拉索的受力狀態(tài)，采集橋梁在不同荷載與環(huán)境下的振動等性能數(shù)據(jù)，為評估碳纖維錨固系統(tǒng)的全生命周期受力性能等提供了科學依據(jù)。

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。劉榮桂解釋道：“碳纖維索必須嚴格防護，不能外露?！?/p>

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(yè)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(fā)表于ConstructionandBuildingMaterials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。劉榮桂自豪地表示，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?；氐浇螅騺碓L者介紹這座橋。他說：“如果是專業(yè)人士，我會重點講解技術細節(jié)；如果是普通訪客，我會闡述其價值與意義。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(fā)展綠色交通基礎設施，仍具有借鑒意義?！?/p>

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