M分享 | 用3D打印的桥,能否颠覆桥梁界?

提到3D打印技术的时候,我们首先想到的都是一些小巧的DIY项目,比如珠宝、玩具、小配件等等。但其实3D打印也能驾驭大型打印项目,在航天、汽车、建筑、医学等方面都取得不错的成果,而3D打印的桥,就是我们这次要推介的项目。

西班牙阿尔科文达斯桥
阿尔科文达斯桥是世界上第一座3D打印的桥梁。它长12米,宽1.75米,由八个通过3D打印技术预测的微型钢筋混凝土节段拼装而成。该桥由西班牙加泰罗尼亚高等建筑学院设计,并由西班牙建筑商安迅能公司实施建造。

3D打印混凝土的时候,有别于普通打印机以墨汁作为材料,它所使用的是建筑原料。这项技术的优势在于能够将建筑材料逐层叠加。一个节段打印好之后,需要通过进行表面处理,剔除周围的毛边,需时大约两天。当八个节段打印并组拼完成,就可以采用平板汽车将整体运输至现场,借助两台汽车进行整体吊装。


上海同济大学3D打印步行桥
这座桥是全球第一组3D打印步行桥,跨度分别为4米和11米,使用改性塑料进行机器人3D打印,同时是同济大学建筑与城市规划学院举办的“上海数字未来”系列活动中的一件展览品。

“上海数字未来”旨在展示未来的建筑技术、城市规划等。桥梁采用机器人进行3D打印,定制3D打印模块砌筑的方式完成桥体,共花费了360小时进行打印,最终采用1天时间完成吊装拼接。不过,目前该3D打印步行桥只作展示,不允许行走,但是随着第一座步行桥的面世,3D打印技术发展开始越来越广泛。


上海智慧湾科创园混凝土桥
这座桥位于上海智慧湾科创园,是世界最大规模3D打印混凝土步行桥,步行桥全长26.3米,宽度3.6米,桥梁结构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,由清华大学建筑学院联合社会力量共同建造。桥上安装了实时监测系统,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有实际作用。

桥体由桥拱结构、桥栏板、桥面板三部分组成,桥体结构分为44块,桥栏板分为68块,桥面板共64块,均通过打印制成。这些构件的打印材料均为聚乙烯纤维混凝土添加多种外加剂组成的复合材料,具有可控的流变性,可满足打印需求。造价只有普通桥梁造价的三分之二。同时运用了我国自主开发的混凝土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,工作稳定性好、打印效率高、成型精度高、可以连续工作,最多可以承载600人。


泉州连绵带山峦景观桥
泉州连绵带山峦景观桥是国内最长的3D打印人行景观桥,是继国内首座桃浦中央绿地3D打印景观桥后,由同一批参与企业联手打造出的第二座3D打印人行桥。它全长17.5米、宽3.2米、高3.2米。桥体净重12吨。景观桥通过3D打印技术分段打印、组合成型,前后花费一个多月时间。桥体材料采用ASA+玻璃纤维增强组成新型材料,造出波浪形的桥,比起传统混凝土灌浆制造法缩短了将近一半以上的时间。

这座3D打印景观桥的设计主题是云与水,提取了百崎湖生态连绵带山水田塘展示区场地中的山、水、林、田、塘之意境,以简洁动感山水的流线为元素,追求山峦起伏、行云流水的视觉效果,衬托海丝文化,结合旱溪雾森效果,打造一座时尚梦幻的山水桥,营造自由变幻、富于动态、序列的桥体形态。


MX3D打印桥
MX3D是世界上第一座3D打印金属钢桥。这款人行天桥横跨阿姆斯特丹市中心最古老著名的运河之一Oudezijds Achterburgwal,由荷兰机器人公司MX3D,阿兰图灵研究所和阿鲁普的数学家创建,长度足足有12米。它在阿姆斯特丹郊外的一个较大的MX3D设施进行3D打印,然后运往该市北部的主车间进行拼装。

MX3D Bridge项目在2015年10月启动,经过长达18个月的工程不断重新改进设计开始进行打印最终于2019年通过负载测试准备投入使用。这条3D打印桥更获得2018年荷兰设计周中“设计研究”类别的“荷兰设计奖”,以及STARTS大奖。


3D打印的桥减少了建筑施工的不少人力物力,也较传统水泥桥环保,可以省去许多不必要的材料浪费。同时安全稳定有保障,能够通过多次检测。相信在不久的将来,3D打印会因为它的环保稳定、效率快、精度高,在建筑行业全面普及。
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(本文图文皆来自于网络)
