电话:0311-82898096
传真:0311-82898096
邮箱:
jyzczz@hbjyjt.com
地址:河北省石家庄市平山县南甸镇敬业工业园区

联系我们

在线留言

微信公众号

Copyright © 2017 河北敬业增材制造科技有限公司    版权所有

>
>
全球10座3D打印桥6座来自中国,有的打破吉尼斯世界纪录

新闻资讯

全球10座3D打印桥6座来自中国,有的打破吉尼斯世界纪录

作者:
发布时间:
2021/08/09
【摘要】:
近几年,采用3D打印技术建造的桥开始陆续出现,本文我们就来汇总一下全球的3D打印桥。

“桥”是一种用来跨越障碍的大型构造物,一般是建在河上或者海峡两边,可以让人、汽车火车或船舶通过。3800年前,人类就开始建桥了,如今我们在世界各地都能看到各式各样的桥梁,根据所使用的材料它们可以分为:木桥、石桥,铁桥、钢桥、钢筋混凝土桥等。此外,建桥的技术也在不断演进,近几年,采用3D打印技术建造的桥开始陆续出现,本文我们就来汇总一下全球的3D打印桥。

△各式各样的桥

3D打印混凝土桥

①上海智慧湾3D打印混凝土步行桥

2019年1月,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,并与上海智慧湾投资管理有限公司共同建造的3D打印混凝土步行桥在上海智慧湾科创园落成。

该步行桥全长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。在该桥梁进入实际打印施工之前,进行了1:4缩尺实材桥梁破坏试验,其强度可满足站满行人的荷载要求。

整体桥梁工程的打印用了两台机器臂3D打印系统,共用450小时打印完成全部混凝土构件;与同等规模的桥梁相比,它的造价只有普通桥梁造价的三分之二;该桥梁主体的打印及施工未用模板,未用钢筋,大大节省了工程花费。该步行桥桥体由桥拱结构、桥栏板、桥面板三部分组成,桥体结构由44块0.9*0.9*1.6米的混凝土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;该新型混凝土材料的抗压强度达到65mpa,抗折强度达到15mpa。

②河北工业大学3D打印“赵州桥”

2019年10月,装配式混凝土3D打印赵州桥在河北工业大学北辰校区落成,并于2020年正式获得“最长的3D打印桥”吉尼斯世界纪录™称号。这座由河北工业大学马国伟教授团队共同建造的3D打印桥梁,全长28.15米、净跨度17.94米,受到业内外关注。

3D打印的赵州桥按照原始赵州桥1:2缩尺打印后现场装配式组装,是目前世界最长跨度装配式混凝土3D打印赵州桥。远看成为河北工业大学一道亮丽的风景,不时有学生或者游客上前拍照留念。走近观看,可以看出其装配结构。

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,寓意学校建校116年的发展。

③太空灰3D打印钢筋混凝土桥

2019年7月,太空灰3D打印团队宣布,完成了真正意义上整体3D打印的混凝土拱桥,该桥长5.5米,宽2.1米,高1.6米。打印材料是普通425水泥,加上骨料和钢筋,总重量约10吨左右,打印耗时为32小时59分钟。

桥的主体打印在对于已经趋于成熟的太空灰团队来说,技术实现上没有难度。设计之初,就把打印的这个桥定义为可以过人、过车、包括重型车等,完全是按照正常使用的桥来设计。所以打印时,需要布置大量的钢筋,控制程序中暂停功能,断点续打、以及可以随时调节打印速度快慢的功能都得以充分利用。

④扎哈事务所3D打印混凝土桥

南极熊注意到,2020年,一座造型独特的拱形砖桥出现在今年的威尼斯国际建筑双年展 (Giardini della Marinaressa) 的场地上,引起了路人的好奇与关注。

它名为 「Striatus 」,是一座 16x12 米的人行天桥。由 3D 打印的预制混凝土板组装而成。

Striatus 是由 Zaha Hadid Architects的算法设计研究组(ZHACODE)、ETHZ(瑞士苏黎世联邦理工学院)、incremental3D(in3D)共同合作的一个项目,并由 Holmic 付诸实现。

Striatus 的设计展现了传统砖石构造和先进技术的完美结合,同时也提供了一种能让预算减半的建造思路:和传统钢筋混凝土楼板制造工艺相比,运用Striatus 的设计和制造方法能节约 70% 的混凝土用量,甚至还可以节约 90% 的钢材!

⑤荷兰混凝土3D打印人行天桥

2019年9月,荷兰Vertico公司与根特大学合作开发了一座3D打印的混凝土步行桥。
通过混凝土3D打印工艺,该公司将桥梁施工中使用的材料减少了60%,但却可以保证与传统工艺建造的桥梁承受相同的重量。

Vertico创始人Volker Ruitinga表示:“这座桥展示了3D混凝土打印提供的各种可能性,通过建造这座桥梁,Vertico展示出混凝土3D打印的优势。我们相信这项技术是解决结构材料优化的关键,不但可以减少二氧化碳排放,还能提高建筑业的生产力。”

⑥2024巴黎奥运会3D打印混凝土桥

这是一座还未建成的3D打印桥,法国巴黎公社(Plaine Commune Grand Paris)为筹备2024年巴黎奥运会,计划建造一座40米长的3D打印混凝土人行天桥。
承担这个项目的单位包括土木工程公司Freyssinet、Levigne和Cheron Architects、计算和人工智能(AI)公司Quadric、建筑材料专家LafrageHolcim和大型3D打印公司XtreeE。


跨度40米的人行天桥的桥面将完全由3D打印混凝土建造。目标是,与传统结构相比,在建桥过程中减少60%的混凝土材料。
结构的数字化设计,加上人行桥部件能够在工业条件下生产并在现场快速组装,为参与项目的建筑师提供了更大的设计自由度。为此采用3D打印将减少零部件的运输,进而降低成本,同时无需使用模板。

3D打印高分子材料桥

⑦泉州桥

2019年6月,一座新的3D打印桥梁制造工作已经完成,该桥被称为泉州连绵带3D打印桥梁,在福建泉州百崎湖生态连绵带完成安装。可以供老百姓实际使用的景观桥梁,由上海建工和上海酷鹰机器人科技有限公司使用大型3D打印机建造。

泉州桥的长度17.5米,高3.2米,宽3.2米,重量12吨,桥身整体都是由高分子材料使用3D打印技术制造完成。全部制造周期五周时间,比起传统混凝土灌浆制造法缩短了将近一半以上的时间。强度上也一点不比钢筋混凝土逊色,每平方米可以承受2千牛顿的压强,也就是说就算桥上就算占满人也不用担心桥身的坚固程度。

这是继去年上海桃浦中央绿地公园的景观桥之后,上海建工和上海酷鹰机器人科技有限公司近期又完成了另一座同样使用3D打印技术完成的桥梁。2018年11月完工的桃浦中央绿地景观桥,重6吨采用横向一体化打印成型,而2019年6月完工的泉州连绵带山峦景观桥,重量提升1倍达到12吨,采用纵向打印分为16段打印后组装完成。所使用的材料都是ASA+玻璃纤维增强颗粒高分子材料。


⑧3D打印伸缩桥

2021年7月 ,在即将对外开放的“星空高架公园”中有一座3D打印的伸缩桥“万年轮”,它连接了沿河步行道与高线廊道,是跨越园内湖的必经之路。桥长9.34米,总重量仅有850公斤,分为9段可伸缩片段,它的开合仅仅需要一分钟


这座3D打印的伸缩桥设计灵感来源于齐白石先生的一幅作品。除艺术性外,它能承载比自身更重的重量,走在上面感觉很结实。


整个的桥身和桥面都是通过3D打印技术实现的,桥面和桥身的每一块面板也都不一样。桥的组成材料采用环保材料碳酸聚酯,使用多年磨损后,还可以回收再造,不会污染环境。

⑨同济大学改性塑料3D打印步行桥

2017年8月,一座外表黝黑、以全新改性塑料打印的步行桥成为同济大学的校园一景。这座桥吸引了校内其他学科专家的关注,然而,持续多日的高温,使得建桥者袁烽不得不将这座仅诞生42天的世界首座3D打印步行桥搬回实验室,进行材料升级。
虽然这次实验没有成功,但是却是国内较早用3D打印来造桥的案例,非常有进步意义。

3D打印不锈钢桥

⑩荷兰阿姆斯特丹3D打印不锈钢桥

2021年7月 ,荷兰阿姆斯特丹的3D打印不锈钢桥终于投入使用了,距离南极熊首次报道这座3D打印桥已经过去了三年多时间。
这座桥长12米,在阿姆斯特丹外MX3D的一个工厂内进行3D打印。这个项目最开始的计划是使用可移动的机器人直接在运河上打印,但是由于担心环境和行人干扰,最终选择在工厂内打印,并运输到运河上安装的方式。

这座桥梁的造型独特,流动线条外观是由3D打印技术完成的,将自动化技术与焊接完美结合。能够同时承载30个人在桥上行走。桥的设计是有机的,有很多曲线,并且桥梁的表面在施工后没有进行表面后处理,这意味着3D打印钢一层一层堆积成型的样子是清晰可见的。桥面上铺设了供人行走的面板。

以上就是全球10座3D打印桥,其中6座是在中国的案例,可见国内对于桥梁的热衷。

采用3D打印技术来建造桥,有诸多的优势,当然也有不足之处,南极熊相信经过技术的不断成熟,3D打印造桥会成为更常见的手段。

关键词: