2019年1月12日，世界最大規模3D列印混凝土步行橋在上海市寶山區智慧灣 科創園落成啟用，該工程由清華大學(建築學院)——中南置地數字建築研究中心徐衛國教授團隊設計研發，並與上海智慧灣投資管理有限公司共同建造。
基本介紹
- 中文名：世界最大規模3D列印混凝土步行橋
- 地理位置：上海市寶山區薀川路6號智慧灣科創園內
- 規模：全長26.3米、寬度3.6米、拱腳間距14.4米
概況,技術含量,意義,
概況
該3D列印混凝土步行橋全長26.3米、寬度3.6米，借取了中國古代趙州橋的結構方式，採用單拱結構承受荷載，拱腳間距14.4米。
技術含量
橋體運用了徐衛國教授團隊自主開發的混凝土3D列印系統技術。該系統由數字建築設計、列印路徑生成、操作控制系統、印表機前端、混凝土材料等創新技術集成，具有工作穩定性好、列印效率快、成型精度高、可連續工作等特點。橋欄板採用了形似飄帶的造形與橋拱一起構築出輕盈優雅的體態，橋面板採用腦紋珊瑚形態，珊瑚紋之間的空隙填充細石子，形成園林化的路面。
該步行橋橋體由橋拱結構、橋欄板、橋面板三部分組成，橋體結構由44塊0.9*0.9*1.6米的混凝土3D列印單元組成 ，橋欄板分為68塊單元進行列印，橋面板共64塊也通過列印製成。這些構件的列印材料均為聚乙烯纖維混凝土添加多種外加劑組成的複合材料，經過多次配比試驗及列印實驗，已具有可控的流變性滿足列印需求；該新型混凝土材料的抗壓強度達到65mpa，抗折強度達到15mpa。該橋預埋有實時監測系統，包括振弦式應力監控和高精度應變監控系統，可以即時收集橋樑受力及變形狀態數據，對於跟蹤研究新型混凝土材料性能以及列印構件的結構力學性能具有實際作用。
此橋有三方面的創新性：第一為機器臂前端列印頭，具有不堵頭、且列印出的材料在層疊過程中不塌落的特點；第二為列印路徑生成及作業系統，它將形體設計、列印路徑生成、材料泵送、前端運動、機器臂移動等各系統連線為一體協同工作；第三為獨有的列印材料配方，它具有合理的材性及穩定的流變性。
工程列印用了兩台機器臂3D列印系統，耗時450小時列印完成全部混凝土構件；與同等規模的橋樑相比，它的造價只有普通橋樑造價的三分之二；該橋樑主體的列印及施工未用模板及鋼筋，大大節省了工程花費。在列印施工之前，進行了1:4縮尺實材橋樑破壞試驗，其強度可滿足站滿行人的荷載要求。
意義
隨著中國人口紅利的消失，建設工程對於勞動力需求日趨緊張，3D列印作為智慧型建造的重要方式，將對中國工程建設的智慧型化發展及推動建築工業的轉型升級發揮重要作用。
儘管近年來許多國內外的科研機構及建造公司致力於3D混凝土列印建造的技術攻關，但還沒有真正將這一技術用於實際工程。上海3D列印步行橋的建成，標誌著該技術從研發到實際工程套用邁出了可喜的一步，也標誌著中國3D混凝土列印建造技術已跨入世界先進水平。
