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混凝土3D打印趙州橋 河北工業大學浪漫呈現

矗立在河北工業大學北辰校區的裝配式混凝土3D打印趙州橋。(取材自人民網) 矗立在河北工業大學北辰校區的裝配式混凝土3D打印趙州橋。(取材自人民網)

一座裝配式混凝土3D打印趙州橋日前在河北工業大學北辰校區落成。這座3D打印橋梁由河北工業大學副校長兼土木與交通學院院長馬國偉教授帶領其研究團隊完成,按照趙州橋1:2縮尺打印後現場組裝,單拱跨度18.04米,橋長28.1米。

趙州橋始建於隋朝,坐落在河北省趙縣洨河上,被譽為「天下第一橋」。它距今已有約1400年的歷史,是當今世界上現存最早、保存最完善的古代敞肩石拱橋。

作為一種新興技術,3D打印技術通過逐層打印的方式,運用可黏合材料來構造物體。混凝土3D打印是一種將水泥基複合材料逐層堆疊的新型增材製造技術,因其無模化、自動化、快速化和靈活化的建造優勢在建築、橋梁、基礎設施等領域迅速興起。

馬國偉表示,混凝土3D打印技術為傳統橋梁賦予了現代氣息,實現了設計新型化、材料功能化、施工虛擬化、裝配模塊化和監測智能化。同時,還可運用於古建築保護,精準恢復古建築的殘損、遺失部分。

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。

「此次建造使用獨家配製的混凝土材料和自主研發設計的3D打印水泥基機械設備,還綜合考慮了各項橋梁常規設計中的荷載因素。」馬國偉說,相比傳統施工建造,混凝土3D打印技術節省約1/3的建築材料和2/3的人工,高度自動化的打印過程大大提高了建造效率。

專家表示,裝配式混凝土3D打印趙州橋的落成對推進智能建造關鍵技術的長足發展,實現中國建築綠色化、工業化、智能化進程具有重要意義。



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