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世界最大规模3D打印混凝土步行桥在上海落成启用

科技新闻来源:中国新闻网 2019年01月13日 09:55 A-A+ 二维码
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世界最大规模3D打印混凝土步行桥在上海落成启用

  1月12日,世界最大规模3D打印混凝土步行桥在沪落成启用,人们站在桥体上欢庆该新兴建筑体的诞生。

  中新网上海1月13日电 (记者 于俊)一座体态优雅、形似飘带的水泥桥12日横跨于上海宝山智慧湾的小河之上,宣告全球最大规模混凝土3D打印步行桥落成并投入使用。

  该步行桥全长26.3米、宽度3.6米,借取了中国古代赵州桥的结构方式,采用单拱结构承受荷载,拱脚间距14.4米。工程由清华大学(建筑学院)——中南置地数字建筑研究中心徐卫国教授团队设计研发,并与上海智慧湾投资管理公司共同建造。

  整体设计采用三维实体建模,桥栏板采用了形似飘带的造形与桥拱一起构筑出轻盈优雅的体态,桥面板采用脑纹珊瑚形态,珊瑚纹之间的空隙填充细石子,形成园林化的路面。

  桥体运用了徐卫国教授团队自主开发的混凝土3D打印系统技术。该系统由数字建筑设计、打印路径生成、操作控制系统、打印机前端、混凝土材料等创新技术集成,具有工作稳定性好、打印效率快、成型精度高、可连续工作等特点。有三方面的创新性:第一为机器臂前端打印头,具有不堵头、且打印出的材料在层叠过程中不塌落的特点;第二为打印路径生成及操作系统,它将形体设计、打印路径生成、材料泵送、前端运动、机器臂移动等各系统连接为一体协同工作;第三为独有的打印材料配方,它具有合理的材性及稳定的流变性。

  工程打印用了两台机器臂3D打印系统,耗时450小时打印完成全部混凝土构件;与同等规模的桥梁相比,它的造价只有普通桥梁造价的三分之二;该桥梁主体的打印及施工未用模板及钢筋,大大节省了工程花费。

  在打印施工之前,进行了1:4缩尺实材桥梁破坏试验,其强度可满足站满行人的荷载要求。桥体预埋有实时监测系统,包括振弦式应力监控和高精度应变监控系统,可即时收集桥梁受力及变形状态数据,对于跟踪研究新型混凝土材料性能以及打印构件的结构力学性能具有实际作用。

  随着中国人口红利的消失,建设工程对于劳动力需求日趋紧张,3D打印作为智能建造的重要方式,将对中国工程建设的智能化发展及推动建筑工业的转型升级发挥重要作用。

  尽管近年来许多国内外的科研机构及建造公司致力于3D混凝土打印建造的技术攻关,但还没有真正将这一技术用于实际工程。上海3D打印步行桥的建成,标志着该技术从研发到实际工程应用迈出了可喜的一步,也标志着中国3D混凝土打印建造技术已跨入世界先进水平。(完)

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