建築3D打印新應用——裝配式混凝土3D打印趙州橋在河工大落成

第二屆建築3D打印國際會議於2019年10月11-14日在天津召開,本次會議由河北工業大學和同濟大學聯合主辦。

大會邀請了來自美國、英國、德國、新西蘭、澳大利亞、荷蘭、中國等15餘個國家和地區的200餘名學者和代表公司,共同圍繞建築 3D 打印在新材料、新結構、新裝備、新工藝等方面創新發展進行了深入研討。

浙江迅實科技有限公司也應邀參加了此次會議。迅實科技是一家專業從事3D打印產業研發、製造、銷售及服務為一體的高新技術企業。團隊掌握了多種3D打印技術,應用範圍遍佈各個領域。其中,引進自美國ContourCrafting 公司,由布洛克·霍什內維斯教授研發的輪廓成型工藝(俗稱建築3D打印技術)就是迅實科技的一大特色。有別於傳統建造,該技術利用一個巨型的三維擠出機械3D打印設備,通過計算機自動控制的快速建造系統直接造出建築物。

建築3D打印新應用——裝配式混凝土3D打印趙州橋在河工大落成

會議的13日下午,裝配式混凝土3D打印趙州橋落成典禮在該校北辰校區舉行。該項目由河北工業大學副校長兼土木與交通學院院長馬國偉帶領其研究團隊完成。它的建成對於我國建築行業實現綠色化、工業化、智能化發展具有重要意義。

建築3D打印新應用——裝配式混凝土3D打印趙州橋在河工大落成

趙州橋位於河北省趙縣,距今已有1400多年的歷史,是世界上現存最早、保存最好的一座弧形單孔敞肩型石拱橋。無論從結構設計方面還是施工建造、造型美學方面,趙州橋對現代橋樑的科學設計以及合理施工均具有指導意義。

據介紹,該橋按照趙州橋1:2縮尺打印後現場裝配式組裝。混凝土材料為獨家特殊配製,3D打印水泥基機械設備自主開發設計,還綜合考慮了各項橋樑常規設計中的荷載因素,安全係數高。橋欄杆整體形態設計迎合了趙州橋孔洞曲線,橋面與欄板加入桃花元素,寓意桃李滿天下,同時欄板嵌入了1903、1912、1929、1952、1995、2019等年份的字樣,寓意河北工業大學建校116年的歷程。

馬國偉介紹,相比傳統的施工建造,建築3D 打印無需模板與支撐,節省約1/3的建築材料和2/3的人工,高度自動化的打印過程可大大提高建造效率。該技術不因結構的幾何複雜程度而增加成本,也可大大減少對現場環境的汙染;3D打印橋樑過程中,內嵌了許多傳感器,用於24小時對橋樑進行健康監測,可及時發現受力等問題並予以排除。

"3D打印作為一項新興技術,是一種全新的顛覆傳統的建造模式。"馬國偉在典禮上指出,裝配式混凝土3D打印趙州橋借鑑已建成3D打印建築的建造經驗,引入BIM虛擬仿真技術、現代化智能監測手段,採用模塊化打印技術,對節點裝配形式進行優化設計,在現場直接進行裝配式建造,為傳統橋樑賦予現代氣息,充分實現設計新型化、材料功能化、施工虛擬化、裝配模塊化和監測智能化,是學校將綠色智慧建造理念成功運用於產學研道路上邁出的重要一步。

河北工業大學3D打印趙州橋的嘗試也為古橋修復、復建和保護提供了新思路。例如有一些塔、橋、城牆等古建築確實破損嚴重卻有很高的文物價值,可以考慮將古建築提供資金,形成良好的循環。


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