世界最大3D打印混凝土桥你敢走吗？研发团队表示荷载可以“站满行人”

世界最大规模3D打印混凝土步行桥今天（12日）在上海智慧湾科创园落成。桥长26.3米，宽3.6米，单拱结构，拱脚间距14.4米，放在产业园区像座景观桥，你敢去走吗？ 研发团队表示，他们在实施打印施工前做过桥梁破坏试验，确认该桥荷载“站满行人”不成问题。

智慧湾3D打印桥该由清华大学（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，该团队与上海智慧湾投资管理有限公司共同建造。整体桥梁工程打印用了两台机器臂3D打印系统，共用450小时完成全部混凝土构件。与同等规模桥梁相比，它的造价只有普通桥梁造价的三分之二。而且桥梁主体的打印和施工没用模板，没用钢筋，大大节省了工程花费。

设计方介绍，桥梁结构借取中国古代赵州桥的结构方式，采用单拱结构承受荷载。设计采用三维实体建模，桥栏板采用形似飘带的造型，与桥拱共同构筑出横卧体态。桥面板采用了脑纹珊瑚形态，珊瑚纹之间的空隙填充细石子，形成园林化的路面。

桥体由桥拱结构、桥栏板、桥面板三部分组成，桥体结构由44块混凝土3D打印单元组成 ，桥栏板分为68块单元进行打印，桥面板共64块也通过打印制成。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，经过多次配比试验及打印实验，目前已具有可控的流变性，满足打印需求；这种新型混凝土材料的抗压强度达到65mpa，抗折强度达到15mpa。

实际打印施工之前，研发团队开展了1:4缩尺实材桥梁破坏试验，确认其强度可满足“站满行人”的荷载要求。桥内预埋有实时监测系统，包括振弦式应力监控和高精度应变监控系统，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具有实际作用。

据悉，步行桥的打印运用了徐卫国教授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、打印效率高、成型精度高、可连续工作等特点。这个系统在三个方面具有独创性并领先同行，首先，机器臂前端打印头不堵头，打印出的材料在层叠过程中不塌落；第二是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。

上海智慧湾科创园方面表示，3D混凝土打印建造方面存在许多技术瓶颈，这个领域技术研发及实际应用的竞争也日益激烈，国际国内有相当多的科研机构、建造公司在开展技术攻关，但还没有真正将这一技术用于实际工程。园区步行桥的建成，标志着这项技术从研发到实际工程应用迈出了一大步，也是我国3D混凝土打印建造技术提升的标志。

作者：钱蓓
编辑：张晓鸣
责任编辑：戎兵

*独家稿件，转载请注明出处。