漯河市3D打印版小商桥

3D打印建筑
2021
08/05
09:49
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顶端新闻·大河报记者 刘广超 实习生 姚程

“3D打印”,这个原本“高大上”的词语,如今却已慢慢进入了我们生活的各个领域,从航空航天领域的精密零件,到医生手中严丝合缝的各类支架,都可以通过3D打印技术来完成。

2021年5月24日,顶端新闻·大河报记者了解到,在漯河市城乡一体化示范区,盖起了一座运用3D打印技术建造的“小商桥”。当这座拥有1400多年历史的“天下第一桥”,撞上3D打印这种“黑科技”,会擦出怎样天马行空的火花?
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利用3D打印技术,高度还原小商桥

5月24日上午,记者来到漯河市城乡一体化示范区,在牡丹江路沙河桥西侧路北的街头游园内,看到了这座运用3D打印技术建造的“小商桥”。远看该桥似乎“平平无奇”,近看之后才能发现,整座桥使用一种特殊的混凝土搭建而成,表面看上去有一层层密集的纹路,走在上面能感受到桥梁无比敦实。
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据了解,小商桥位于漯河市临颍县与郾城区交界的小商河(颍河故道)上。小商河为古时商王经此而得名,桥因河而取名,河因桥而出名。小商桥始建于隋开皇四年(584年),已有一千四百多年的历史。

“这座‘3D打印版小商桥’总长19.5米,利用3D打印方式构件的高精度和灵活化,高度还原小商桥的建筑与结构特征,采用拼装施工快速成桥,实现了施工环保化。”漯河市两河四湖建设管理有限公司副总经理宋贺阳告诉记者,这也是漯河市首座3D打印实景建筑。

据宋贺阳介绍,该桥由漯河市两河四湖建设管理有限公司承建,由邢台路桥建设总公司与河北工业大学校企合作共同完成。“简单来说,他们利用3D打印技术生产桥梁构件,运输到这里后,我们再使用粘合剂搭建起来,就像搭建积木一样。”宋贺阳说,该桥2019年10月启动基础开挖,受疫情影响拖慢了施工进度,2020年10月主体结构安装完成,后期又进行了喷漆、亮化等工程。

特殊混凝土构成,使用年限100年

“整座桥梁除了最底部的桥台是水泥浇灌外,上部结构全是利用3D打印技术搭建的。”宋贺阳告诉记者,3D打印过程采用数据输入后,打印机器人自主规划路径并进行打印,极大减少人工,具有绿色化无建筑垃圾,构件尺寸控制精确,现场施工快速等特点。

“桥梁上部结构使用了特殊的混凝土,内部没有钢筋,是以细小石子为骨料制成的砂浆,其中掺加高强纤维,使之既可以承受压力,又可以承受拉力。”宋贺阳对记者说,桥梁表面特殊的纹路,就是机器人一层层打印出来的。

除此以外,通过打印过程位置精确控制,在预埋点进行传感器预埋,无线传输至控制中心,可以实现桥梁使用过程的高精度全程监控预警。整座桥梁设计使用年限是100年,日常过人完全没有问题。
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“挤奶油”般建房子,最大亮点是环保

据宋贺阳介绍,这座“小商桥”不仅是漯河市首座3D打印实景建筑,放眼全国也仅有几座可实际投入使用的3D打印桥梁结构。

记者了解到,3D打印技术出现在20世纪90年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。而3D打印建筑的过程,就好像在挤奶油。用高强水泥、玻璃纤维和其他一些特殊配料做成的“油墨”,从打印机的喷头中定量挤压出来,按照预先设计的图纸程序,层层叠加出数米高的建筑构件,多个构件在一起,就能装配出完整的房子。

3D打印建筑,作为一种全新的建筑方式,最大亮点就是环保。一方面,建筑完全按需定制,不再产生建筑垃圾;另一方面,它还能再利用建筑垃圾、工业垃圾和尾矿,通过技术处理,使之成为3D打印建筑“油墨”的原材料,让建筑垃圾回到建筑中。

“目前3D打印混凝土结构和拼装式结构是基建领域的前沿性方向,符合国家政策导向。”宋贺阳说,3D打印小商桥的建设将产生较大的示范性作用,也会为这两个领域的发展提供宝贵的经验和数据积淀。


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