世界最大规模3D打印混凝土步行桥落户上海科普公园

  图说:全球最大规模的混凝土3D打印步行桥 来源/新民晚报记者 郜阳摄(下同)

  新民晚报讯(记者 郜阳 董纯蕾)飘带造型的桥栏板、珊瑚纹路的桥面,好似一座“迷你”赵州桥横卧于池塘之上。别小瞧,它可是目前全球最大规模的混凝土3D打印步行桥。今天下午,3D打印混凝土步行桥落成仪式上海科普公园举行。

  该工程由清华大学(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有限公司历时7个月共同建造。桥长26.3米,宽3.6米,使用3D打印混凝土技术分别打印出桥梁各个部件,并运用现代施工技术拼装完成。桥梁结构使用三维实体建模,在进入实际打印施工之前,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。

  图说:该桥强度可满足站满行人的荷载要求。

  步行桥的打印运用了徐卫国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。

  据介绍,该系统在三个方面具有独特的创新性:第一为机器臂前端打印头,它具有不堵头、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。

  两台机器臂3D打印系统花了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和钢筋,大大节省了工程花费。

  值得一提的是,该桥预埋有实时监测系统,可以即时收集桥梁受力及变形状态数据,对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。

  “智能建造将推动我国建筑工业的转型升级。3D打印作为智能建造的‘主力军’,对工程建设的智能化发展发挥重要作用。”工作人员介绍,“该桥的落成标志着3D打印混凝土技术从研发向实际应用迈出了可喜的一步,也表明我国3D打印混凝土技术达到世界先进水平。”