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原标题:连开先河,上海新增两座3d打印桥 新技术新材料让建筑变得更容易、更经济、更环保

世界最大3d打印混凝土步行桥昨天在上海智慧湾科创园落成,荷载可以“站满行人”。

这是国内第一座运用3d打印技术完成的一次成型、最大跨度、多维曲面的高分子材料景观桥,呈现漂亮的三维曲面形状。(上海建工集团供图)

世界最大3d打印混凝土步行桥

造价仅为普通桥梁的三分之二

■本报首席记者 钱蓓

世界最大规模3d打印混凝土步行桥昨天在上海智慧湾科创园落成。桥长26.3米、宽3.6米,单拱结构,远看像座普通的景观桥,坡度还相当陡峭,你敢上去走吗?研发团队“打包票”表示没问题——他们实施打印施工前做过桥梁破坏试验,确认该桥荷载可以“站满行人”。

上海智慧湾科创园是3d打印博物馆所在地,3d打印混凝土桥架设在园区的景观河道上,周围是各种由集装箱改造而成的园区建筑,彩色又棱角分明的集装箱建筑和水泥色的曲线形桥体形成有趣的对照。

3d打印桥由清华大学(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,该团队与上海智慧湾投资管理有限公司共同建造。桥梁结构借取中国古代赵州桥的结构方式,以单拱结构承受荷载。设计采用三维实体建模,桥体由桥拱结构、桥栏板、桥面板三部分组成,桥栏板造型形似飘带,桥面板采用了脑纹珊瑚形态,珊瑚纹之间的空隙填充细石子,相当耐看。

桥梁构件的打印材料都是聚乙烯纤维混凝土添加多种外加剂组成的复合材料,经过多次配比试验和打印实验,具有可控的流变性,满足打印需求。这种新型混凝土材料的抗压强度达到65兆帕,抗折强度达到15兆帕。桥内还预埋有实时监测系统——振弦式应力监控和高精度应变监控系统——能够即时收集桥梁受力和变形状态数据,这有助于跟踪研究新型混凝土材料性能以及打印构件的结构力学性能。

据说这座桥挑战了规定允许的最大坡度。“单拱结构样式有长久的生命力,而3d打印的优势在于能够打印异形结构,比如流线形、曲面形结构。”徐卫国说,整体桥梁工程打印用了两台机器臂3d打印系统,共耗费450小时完成全部混凝土构件。相比同等规模桥梁,它的造价只有普通桥梁的三分之二。

徐卫国透露,他的团队还将在上海宝山继续3d打印试验,接下来计划在另一个产业园区建造3d打印房屋。届时房子将在现场打印展示,而这次混凝土桥的打印是在车间完成的。

上海智慧湾科创园表示,3d混凝土打印建造方面存在许多技术瓶颈,这个领域技术研发及实际应用的竞争日益激烈,国际国内有相当多的科研机构、建造公司在开展技术攻关,但还没有真正将这一技术用于实际工程。园区步行桥的建成,意味着这项技术从研发向实际工程应用迈出了一大步。

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国内第一座3d打印树脂景观桥

建桥体比传统工艺省时一倍多

■本报记者 王嘉旖

历时数月精心设计、经过上百次易稿,国内首座3d打印树脂景观桥终于揭开神秘面纱,前天下午在普陀区桃浦智创城中央公园落成。这是国内第一座运用3d打印技术完成的一次成型、最大跨度、多维曲面的高分子材料景观桥。

最近上海阴雨连连,让人们一度对这座打印桥的安装过程担忧起来。不过,施工方告诉记者,在制作过程中,该桥在高分子材料中加入了一定比例的玻璃纤维,这种材料具备高耐候性,可以承受长期日晒雨淋,完全能达到行业标准。

有别于传统桥梁,这座3d打印树脂桥呈现漂亮的三维曲面形状,营造出自由变幻、富于动态的桥体形态。据上海建工集团副总工程师陈晓明介绍,这样的三维曲面依靠传统工艺是无法实现的,3d打印技术让曾经的不可能变为可能。据了解,该桥桥体用时35天完成打印,而若用传统工艺,则将花费两到三个月。

立交桥、人行天桥、跨海大桥……3d打印未来在建筑领域大有用武之地。它不仅可以缩短桥梁建造周期,还能很好地还原建筑设计细节。3d打印技术的出现会不会对传统建筑工艺带来冲击?陈晓明认为,两者并不是此消彼长的关系,而是共同合作。3d打印技术的优势领域在建筑装饰方面,可以更好地呈现建筑的艺术性,而传统混凝土等工艺在承重结构等方面更有优势。

据悉,桃浦中央绿地由上海建工园林集团等单位参与承建,规划总占地面积50公顷,其中水体总面积4.1公顷;加上沪嘉高速以北的北拓区域,总面积将达到近100公顷,建成后将成为中心城区最大的开放式公共绿地。

记者获悉,该绿地总体景观方案借鉴了纽约中央公园和伦敦海德公园的设计理念,融合中国传统书法、舞蹈和太极艺术的优美动势,通过打造绿地内连绵起伏的地形和蜿蜒动态的园路水系,形成一个连续变化、层叠展开的山水长卷和行云流水的动态空间。

这座3d打印桥在桃浦中央绿地“安家”的过程,又是一段颇为有趣的故事。据介绍,整个桃浦中央绿地内计划建造九座桥,而这座3d打印树脂桥起初也被设计为钢结构,但项目方为了突出绿地的科技特色,最终决定用3d打印技术来制造桥体。

随着这座3d打印桥的落成,作为上海重点转型发展示范区域的桃浦地区也将迎来蜕变新生,朝着“国际创新城”目标不断迈进。

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