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建筑3D打印新应用——装配式混凝土3D打印赵州桥在河北工业大学落成
发布时间:2019-10-18 信息来源: 浏览次数:69

第二届建筑3D打印国际会议于2019年10月11-14日在天津召开,本次会议由河北工业大学和同济大学联合主办。

大会邀请了来自美国、英国、德国、新西兰、澳大利亚、荷兰、中国等15余个国家和地区的200余名学者和代表公司,共同围绕建筑 3D 打印在新材料、新结构、新装备、新工艺等方面创新发展进行了深入研讨。

浙江迅实科技有限公司也应邀参加了此次会议。迅实科技是一家专业从事3D打印产业研发、制造、销售及服务为一体的高新技术企业。团队掌握了多种3D打印技术,应用范围遍布各个领域。其中,引进自美国ContourCrafting 公司,由布洛克·霍什内维斯教授研发的轮廓成型工艺(俗称建筑3D打印技术)就是迅实科技的一大特色。有别于传统建造,该技术利用一个巨型的三维挤出机械3D打印设备,通过计算机自动控制的快速建造系统直接造出建筑物。

会议的13日下午,装配式混凝土3D打印赵州桥落成典礼在该校北辰校区举行。该项目由河北工业大学副校长兼土木与交通学院院长马国伟带领其研究团队完成。它的建成对于我国建筑行业实现绿色化、工业化、智能化发展具有重要意义。


赵州桥位于河北省赵县,距今已有1400多年的历史,是世界上现存最早、保存最好的一座弧形单孔敞肩型石拱桥。无论从结构设计方面还是施工建造、造型美学方面,赵州桥对现代桥梁的科学设计以及合理施工均具有指导意义。

据介绍,该桥按照赵州桥1:2缩尺打印后现场装配式组装。混凝土材料为独家特殊配制,3D打印水泥基机械设备自主开发设计,还综合考虑了各项桥梁常规设计中的荷载因素,安全系数高。桥栏杆整体形态设计迎合了赵州桥孔洞曲线,桥面与栏板加入桃花元素,寓意桃李满天下,同时栏板嵌入了1903、1912、1929、1952、1995、2019等年份的字样,寓意河北工业大学建校116年的历程。

马国伟介绍,相比传统的施工建造,建筑3D 打印无需模板与支撑,节省约1/3的建筑材料和2/3的人工,高度自动化的打印过程可大大提高建造效率。该技术不因结构的几何复杂程度而增加成本,也可大大减少对现场环境的污染;3D打印桥梁过程中,内嵌了许多传感器,用于24小时对桥梁进行健康监测,可及时发现受力等问题并予以排除。

“3D打印作为一项新兴技术,是一种全新的颠覆传统的建造模式。”马国伟在典礼上指出,装配式混凝土3D打印赵州桥借鉴已建成3D打印建筑的建造经验,引入BIM虚拟仿真技术、现代化智能监测手段,采用模块化打印技术,对节点装配形式进行优化设计,在现场直接进行装配式建造,为传统桥梁赋予现代气息,充分实现设计新型化、材料功能化、施工虚拟化、装配模块化和监测智能化,是学校将绿色智慧建造理念成功运用于产学研道路上迈出的重要一步。

河北工业大学3D打印赵州桥的尝试也为古桥修复、复建和保护提供了新思路。例如有一些塔、桥、城墙等古建筑确实破损严重却有很高的文物价值,可以考虑将古建筑提供资金,形成良好的循环。