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3D打印赵州桥是怎么回事?世界首座3D打印赵州桥落成

10月13日,装配式混凝土3D打印赵州桥落成典礼在河北工业大学北辰校区举行。

该项目由河北工业大学副校长兼土木与交通学院院长马国伟教授带领研究团队完成。“赵州桥建成距今已有1400多年的历史,作为我国桥梁建筑史上的一颗璀璨明珠,是科学文化和传统技术的载体。在新中国成立70周年之际,河北工业大学以赵州桥为原型建造这样一座3D打印桥梁,是建造科技的传承和弘扬,也是对河北传统文化的认同和回归。”马国伟介绍说。

这座3D打印赵州桥按照赵州桥1:2缩尺打印后现场装配式组装,跨度达18.04米、总长28.1米。是目前世界上跨度最长、桥梁总长最长、规模最大的混凝土3D打印桥梁。

3D打印赵州桥兼顾安全与美观,在这座桥上,赵州桥元素与河北工大的文化气息完美融合。“桥栏杆整体形态设计迎合了赵州桥孔洞曲线,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年的发展历程。”马国伟介绍说。

3D打印赵州桥是怎么回事?世界首座3D打印赵州桥落成

世界首座装配式“赵州桥”满身都是科技范。研究团队借鉴已建成3D打印建筑的建造经验,采用模块化打印技术并对节点装配形式进行优化设计,在现场直接进行装配式建造。混凝土3D打印是将水泥基复合材料逐层堆叠的无模快速建造过程,相比传统的施工建造,可以节省100%的模板与支撑,37%的建筑材料和64%的人工。适合建造异型的、定制化的结构构件,不因结构的几何复杂程度而增加成本。

打印过程中还使用了内嵌式智能传感技术,应用北斗卫星、无人机等空天地一体化健康监测技术,以及物联网云平台集成系统,借助5G无线数据传输为3D打印赵州桥的长期健康监测保驾护航。此外,装配式3D打印赵州桥引入BIM虚拟仿真技术、现代化智能监测手段为传统桥梁赋予现代气息,充分实现设计新型化、材料功能化、施工虚拟化、装配模块化以及监测智能化。它的建成对我国建筑行业实现绿色化、工业化、智能化的建筑建造,乃至对我国建筑工业化进程具有重要的意义。

将历经千年的赵州桥与现代化的3D打印相结合,在河北工业大学校园内建造一座装配式3D打印赵州桥,无疑对弘扬河北文化、集成科技创新、促进产教融合、美化校园环境起到积极促进作用。

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