3D 列印新境界!世界最大 3D 列印混凝土桥樑落成

279人参与 |来源: |时间:2020-04-26


全世界最大的 3D 列印混凝土人行桥,在清华大学建筑学院徐卫国教授、中南置地数位建筑研究中心(JCDA)、上海智慧湾投资管理公司所组成的团队设计、兴建下,日前于上海宝山区工业创意设计园区落成。

3D 列印新境界!世界最大 3D 列印混凝土桥樑落成
整座桥全长 26.3 公尺、宽 3.6 公尺,採用全世界最古老的大跨度单孔敞肩坦弧石拱桥--赵州桥的桥樑结构,设计团队在实际把桥列印出来之前,先以 1:4 的比例建构出实体模型,进行结构破坏测试,确保桥樑的符合人行桥最大负载要求,才使用由徐卫国教授团队独立开发的 3D 列印混凝土系统,进行列印。这个系统结合了数位建筑设计、列印路径生成、操作控制系统、最新列印工具组成,总共耗时 450 个小时、动用两只机械手臂才完成。
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这个列印系统在三个方面的创新性,具有领先国际的地位。首先,机械手臂列印能够避免在喷射的过程中发生堵塞,以及在材料堆叠的过程中发生崩塌;第二,列印路径生成系统和操作系统能够协调形体设计、材料泵送、机械手臂活动等各个系统,使其同时运作;第三,其独特的列印材料配方具有合理的材性和稳定性。
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人行桥的设计採用 3D 实体建模,桥栏杆的形状看起来就好像是飘动的缎带,优雅的座落在上海智慧湾的池塘之上,而桥面则採用瑙珊瑚的纹路,以白色卵石填满中间的空隙。设计团队还在桥上安装即时监控系统,包括振弦式压力感应器、高精度应变监控系统,能够随时收集桥樑的受力和变形状态的数据,对于后续追蹤新混凝土材料的表现,以及列印成品的结构力学性能,非常有帮助。
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如果没有经过这幺仔细的介绍,一般人很难想像这座看似普通的石桥,后面会需要这幺多的精密设计和工程运算,而这样的工程创新,如果发展成熟,应该可以好好大展身手,带给大家更多建筑工程上的突破才是。
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