1月12日，目前世界最大規模的混凝土3D打印步行橋在上海寶山智慧灣落成。這座橋由清華大學（建築學院）-中南置地數字建築研究中心徐衛國教授團隊設計研發。
該橋全長26.3米，寬度3.6米，橋樑結構借取了中國古代趙州橋的結構方式，採用單拱結構承受荷載，拱腳間距14.4米，其規模遠遠大於此前荷蘭、西班牙落成的兩座混凝土3D打印橋。
圖為混凝土3D打印步行橋上站滿了人
未來已來 探秘3D橋樑落成幕後
這座步行橋採用了三維實體建模，橋欄板呈飄帶式造形，與橋拱一起構築出輕盈優雅的體態。同時，該橋的橋面板採用了腦紋珊瑚的形態，珊瑚紋之間的空隙填充細石子，形成園林化的路面。
圖為混凝土3D打印步行橋橋面
在進入實際打印施工之前，該橋進行了1:4縮尺實材橋樑破壞試驗，其強度可滿足站滿行人的荷載要求。
構件的打印材料則為聚乙烯纖維混凝土添加多種外加劑組成的複合材料，經過多次配比試驗及打印實驗，目前已具有可控的流變性滿足打印需求。新型混凝土材料的抗壓強度達到65mpa，抗折強度達到15mpa。
圖為混凝土3D打印機正在打印橋面
據介紹，當前在3D混凝土打印建造方面，國內外有相當多的科研機構及建造公司一直致力於這方面的技術攻關，但尚未真正將這一技術用於實際工程。這座步行橋的落成，標誌著這一技術從研發到實際工程應用邁出了可喜的一步，也標誌著我國3D混凝土打印建造技術進入世界先進水平。
值得一提的是，整體橋樑工程的打印用了兩臺機器臂3D打印系統，共用450小時打印完成全部混凝土構件，與同等規模的橋樑相比，它的造價只有普通橋樑造價的三分之二，同時該橋樑主體的打印及施工未用模板，未用鋼筋，大大節省了工程花費。
創新為源 突破3D打印技術瓶頸
中南置地與清華大學的共同研發合作計劃始於2017年。
中南置地方面介紹，此前在制定健康住宅標準之時，中南置地就意識到數字技術對建築未來發展的重要影響，基於共同的認識以及對行業發展的使命感，中南置地與清華大學建築學院聯合成立了“數字建築聯合研究中心”，以期為產業升級迭代和應對社會勞動力變化提供一定的科研支持。
圖為清華大學（建築學院）與中南置地共同為聯合研究中心揭牌
據介紹，在一年多的時間裡，研究中心的研究項目囊括了混凝土打印、數字設計、智能建造、機械臂、BIM逆向建模、虛擬現實技術、時空行為大數據、互動建築等與社區建設息息相關的課題，並自主研發了新材料、新設備，實現了數項成果。這座3D打印步行橋就是其中的重要成果之一。
在機械臂相關課題上，研究中心已經成功實現機械臂協同打印，創造了空間曲面形體，打破了鋼筋混泥土時代裡橫平豎直的結構限制。
圖為研發成果之一的“磚藝迷宮花園”
“清華大學（建築學院）-中南置地數字建築研究中心”還創新發明了“機器臂自動砌築系統”，與國際國內現有砌磚系統不同，首次把機器臂自動砌磚與3D打印砂漿結合在一起，形成全自動一體化智能建造系統；並在世界上率先把該系統運用於實際施工現場，建成一座“磚藝迷宮花園”。
圖為研發成果之一的戶外景觀座椅
中南置地方面表示，當前已經有3D打印而成的座椅，在中南置地西安項目的園林中投入使用。這些座椅造型美觀，品質優良，且施工速度極快。未來，這些科研成果成熟後，也會陸續運用到中南置地項目施工中，提升建築營造的智能化與科技化水平。未來的預期是能夠3D打印帶自由結構的混凝土房子。
著力研發 開啟智能建造新時代
隨著我國人口紅利的消失，建設工程對於勞動力的需求將越來越供不應求，智能建造將是解決這一問題的重要渠道，它將推動我國建築工業的轉型升級，3D打印作為智能建造的重要方式，在工程建設的智能化發展中將發揮重要作用。
圖為混凝土3D打印橋吊裝欄板
中南置地方面表示，這正是其投入3D打印技術研發的初心。未來，中南置地將憑藉其多年行業積累的經驗，與清華大學（建築學院）-中南置地數字建築研究中心一起，利用技術再一次為中國房地產行業樹立標杆，併為傳統的房地產行業開啟智能建造新時代。
上海易居房地產研究院總監嚴躍進指出，在當前“房住不炒”的模式下，這種技術創新很可貴。這兩年，傳統的房地產經常是單純地將房價漲跌作為衡量標準。但隨著房子越來越迴歸到居住的屬性和功能上，這些創新技術的應用未來會更加廣泛，尤其是後續在保障房、公共租賃住房、普通的商品化租賃住房等方面。這樣的技術應用會很廣泛，也是房地產供應端很好的導向。
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