跨度29米要破世界纪录？荷兰最新投入使用的混凝土3D打印桥

时间：2021-09-11 20:40 来源：南极熊作者：admin 阅读：次

导读：用3D打印技术来建桥正日渐成为新的潮流，建筑方不再需要模板，桥的造型也可以更加独特，在全球范围内，目前已经建成的3D打印桥被报道过的有十余座，桥梁的长度纪录也在不断的被突破。2021年9月10日，荷兰最新建成了一座3D打印的混凝土人行桥，跨度为29米。号称是目前世界上最长的3D打印混凝土桥，从尺寸上来看，它确实要略长于河北工业大学28.15米的3D打印“赵州桥”和上海智慧湾科创园内26.3米的3D打印混凝土步行桥。

△荷兰3D打印混凝土桥，跨度为29米

       这座3D打印桥由Rijkswaterstaat（荷兰公共工程和水管理总局）和设计师Michiel van der Kley负责。是为了纪念荷兰的Nijmegen市在2018年当选为欧洲绿色之都。这座桥由建筑公司BAM和Weber Beamix在混凝土打印工厂制造。Nijmegen市是一座桥梁之城，这座特殊的、创新的桥梁是一个美妙的补充。
    3D打印技术让设计更自由
      今年4月份，项目方首次公布了这座桥项目的细节，并透露他们计划打破最长的3D打印桥的世界纪录。这个项目通过利用混凝土3D打印技术，为桥梁设计注入了更多的自由形式。由于不受材料选择或混凝土模板等传统工艺的限制，能够在设计桥梁时，在不同的地方吸收不同的力量，同时加入更多的个性化元素。
       项目方先将桥梁的设计转化为可3D打印的结构部件，然后创建参数化模型用来生成桥梁的最终设计。这个模型使原始设计符合一套结构约束，根据埃因霍温大学制定的打印规格对其进行分割，并为桥梁生成了一个优化的内部几何形状。

△3D打印桥梁的混凝土结构部件

3D打印是可持续的建筑技术
这个项目的首要目标是展示利用混凝土3D打印方法，在设计和可持续发展等方面的好处，不仅是桥梁，还有房屋和其他建筑。3D打印桥梁的建造速度比通过传统方法建造的桥梁快得多，而且需要的混凝土也少。这些因素使得混凝土3D打印技术在可持续性和设计自由度方面成为未来建筑项目的一项有吸引力的技术。埃因霍温大学混凝土结构教授Theo Salet说："我们使用更少的原材料，可以大幅提高施工速度。在未来，我们希望使混凝土更加可持续，也可以重新使用它。"这座桥总跨度为29米，据说是世界上最长的3D打印混凝土人行桥，于2021年9月8日正式启用。项目方表示："这种3D生产技术可以节省高达50%的材料，因为打印机只在结构强度需要的地方打印混凝土。3D技术正在成熟，并正在成为更快、更可持续和更便宜地建造人行桥的一个重要选择"。

△装配3D打印的混凝土桥

全球其他的3D打印桥梁

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

(责任编辑：admin)

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