全球3D打印桥梁技术发展与应用:从上海智慧湾3D打印混凝土步行桥看未来趋势
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- 2025-01-25
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南极熊简介:“桥”是用于跨越障碍物的大型结构。它通常建在河流或海峡的两侧,可以允许人们,汽车,火车或船只通过。 3800年前,人类开始建造桥梁。今天,我们可以在世界各地看到各种桥梁。根据所使用的材料,它们可以分为:木桥,石桥单拱钢结构桥图片,铁桥,钢桥和钢杆。混凝土桥等。此外,桥梁建设技术也在不断发展。近年来,使用3D打印技术建造的桥梁已经开始又一次出现。在本文中,我们将总结世界各地的3D打印桥梁。
△各种桥梁
3D打印混凝土桥
上海智慧湾3D印刷混凝土行人桥
2019年1月,由Tsinghua University Xu Weiguo团队(建筑学院)-Zhongnan Land Digital Architecture研究中心设计和开发了3D打印的混凝土行人桥,并与上海Wisdom Bay Investment Co.在上海智慧湾科学技术创新公园完工。
行人桥的总长度为26.3米,宽度为3.6米。桥结构是从中国古代Zhaozhou桥的结构上借来的。它使用单个拱形结构承受负载,拱形脚之间的距离为14.4米。在桥进入实际的打印结构之前,进行了1:4比例的真实物质桥梁损坏测试,其强度可以满足一群人群的负担要求。
整个桥梁项目的印刷使用了两个机器人ARM 3D打印系统,总共花了450个小时才能打印所有混凝土组件。与相同大小的桥相比,其成本仅是普通桥梁成本的三分之二;桥主体的打印在建筑中没有使用模板或钢筋,这大大节省了项目成本。行人桥梁由三个部分组成:桥拱结构,桥梁栏杆和桥甲板。桥体结构由44个混凝土3D打印单元组成0.9*0.9*1.6米。桥梁栏杆分为68个单元进行打印。总共印刷了64张桥甲板。这些组件的印刷材料是由聚乙烯纤维混凝土组成的复合材料,并添加了各种混合物。经过许多比例的测试和打印实验,它现在具有可控的流变来满足印刷需求;这种新混凝土材料的压缩性达到65MPa,弯曲强度达到15MPa。
河北技术大学3D印刷品“ Zhaozhou Bridge”
2019年10月,预制的混凝土3D印刷的Zhaozhou桥在河北技术大学的Beichen校园完成。 2020年,它正式赢得了吉尼斯世界纪录的“最长3D印刷桥”冠军。这座3D印刷的桥梁由赫比理工大学的Ma Guowei教授共同建造,总长度为28.15米,明显的跨度为17.94米,并引起了行业内外的关注。
根据原始Zhaozhou桥的1:2比例,印刷了3D打印的Zhaozhou桥,并在现场组装。目前,它是世界上最长的预制混凝土3D打印的Zhaozhou桥。从远处开始,它变成了河北技术大学的美丽风景。学生或游客不时来拍照。仔细观察,您可以看到其装配结构。
桃花元素被添加到桥甲板和栏杆中,这意味着世界上充满了桃子和李子。同时,1903年,1912年,1929年,1952年,1995年,2019年和其他年份的单词嵌入了栏杆中,这象征着自成立以来116年的学校发展。
太空灰色3D打印钢筋混凝土桥
2019年7月,Space Gray 3D打印小组宣布,它已经完成了一个真正的整体3D打印混凝土拱桥,该桥长5.5米,宽2.1米,高1.6米。印刷材料是普通的425水泥,以及骨料和钢棒。总重量约为10吨。打印时间需要32小时59分钟。
对于已经成熟的太空团队来说,打印桥的主体在技术上并不困难。在设计开始时,印刷的桥被定义为可以通过人,包括重型车辆等的人,包括重型车辆等。它是根据正常使用的桥完全设计的。因此,当打印时,需要安排大量的钢筋,并且可以在控制程序中的暂停功能,断点简历功能以及随时调整打印速度的功能。
Zaha Hadid Architects 3D打印混凝土桥
南极熊注意到,在2020年,一座独特的拱形砖桥出现在今年的威尼斯国际建筑双年展(Giardini della Marinaressa)的地点,引起了传球者的好奇心和关注。
它被称为“纹状体”,是一座16x12米的行人桥。由3D打印的预制混凝土面板组装。
Striatus是由Zaha Hadid Architects的算法设计研究小组(ZhaCode),Ethz(瑞士Eth ZhaCode)和Esmemental3D(IN3D)共同合作的项目,由Holmic实施。
纹状体的设计展示了传统砌体结构和先进技术的完美结合,还提供了一种可以将预算削减一半的构造方法:与传统的钢筋混凝土地板制造过程相比,使用纹状体的设计和制造方法可以节省钱。 70%的混凝土消耗量,甚至可以节省90%的钢!
荷兰的混凝土3D印刷行人桥
2019年9月,荷兰公司Vertico与根特大学合作开发了3D印刷的混凝土行人桥。
通过混凝土3D打印过程,该公司将桥梁构造中使用的材料减少了60%,但可以确保其与使用传统工艺建造的桥梁相同的重量。
Vertico创始人Volker Ruitinga说:“这座桥展示了3D混凝土印刷所提供的各种可能性。通过构建这座桥,Vertico展示了混凝土3D打印的优势。我们相信这项技术是解决结构材料优化的问题的关键。 “ ,不仅可以减少二氧化碳的排放,而且可以提高建筑业的生产率。”
2024年巴黎奥运会的3D印刷混凝土桥
这是一座尚未建造的3D打印桥。为了准备2024年巴黎奥运会,法国巴黎公社(Plaine Commune Grand Paris)计划建造40米长的3D印刷混凝土行人桥。
开展该项目的单位包括土木工程公司Freyssinet,Levigne和Cheron Architects,计算与人工智能(AI)公司四边形,建筑材料专家Lafrageholcim和大型3D印刷公司Xtreee。
40米长的行人桥的甲板将完全由3D打印混凝土构造。与传统结构相比,目标是将桥梁建造中使用的混凝土材料量减少60%。
结构的数字设计,再加上在工业条件下生产的人行桥组件的能力,并在现场迅速组装,为参与该项目的建筑师提供了更大的设计自由。为此目的使用3D打印将减少零件的运输,从而降低成本,同时消除对模板的需求。
3D打印聚合物材料桥
Quanzhou Bridge
2019年6月,一座新的3D印刷桥的制造作品,称为Quanzhou连续皮带3D打印桥,并安装在福建Quanzhou的Baiqi Lake生态连续腰带中。普通人实际上可以使用的景观桥是由上海建筑工程和上海酷鹰机器人技术有限公司(Ltd。)使用大型3D打印机建造的。
Quanzhou桥长17.5米,高3.2米,宽3.2米,重12吨。整个桥梁主体是使用3D打印技术由聚合物材料制成的。整个制造周期需要五个星期,与传统的混凝土灌浆制造方法相比单拱钢结构桥图片,这是几乎一半的时间。它不亚于钢筋混凝土,并且可以承受每平方米2,000个纽顿的压力。这意味着,即使桥上到处都是人,也无需担心桥梁的力量。
去年,在上海陶浦中央绿色太空公园的景观桥之后,上海建筑工程和上海酷鹰机器人技术有限公司,最近还使用3D打印技术完成了另一座桥梁。 TAOPU Central Green Landscape Bridge于2018年11月完成了6吨,由水平集成印刷形成。 2019年6月完成的Quanzhou Mountain景观桥梁将其重量翻了一番,达到12吨,并使用纵向印刷分为16个部分。打印段后,组装完成。所使用的材料都是ASA+玻璃纤维增强颗粒聚合物材料。
3D打印的伸缩桥
2021年7月,“星空天空高架公园”中将有一个3D打印的伸缩桥“千年轮”,将向公众开放。它连接河滨的行人路和高线走廊,是穿越公园湖泊的必备通行。路。桥长9.34米,仅重850公斤。它分为9个可伸缩段。打开和关闭只需要一分钟。
这座3D打印的望远镜桥的设计灵感来自齐·贝希先生的作品。除了艺术外,它可以承受比自身更多的体重,并且在上行走时会感到坚固。
整个桥梁和桥甲板都是通过3D打印技术实现的,桥甲板和桥梁的每个面板都不同。该桥是由环保的碳酸聚酯制成的,可以在使用多年后将其回收,不会污染环境。
汤吉大学改装塑料3D打印的行人桥
2017年8月,一座带有黑暗外观的行人桥,印有一种新的改良塑料,成为了汤吉大学校园的一个场景。这座桥吸引了校园其他学科的专家的注意。但是,持续了很多天的高温迫使桥建造者元冯范(Yuan Feng)移动了世界上第一个只有42天大的3D印刷行人桥,回到实验室进行材料升级。 。
尽管该实验没有成功,但它是中国最早使用3D打印来建造桥梁的案例之一,而且非常进步。
3D印刷不锈钢桥
荷兰阿姆斯特丹的3D印刷不锈钢桥
2021年7月,荷兰阿姆斯特丹的3D印刷不锈钢桥最终被使用。自南极熊首次报道了这座3D印刷桥以来已经过去了三年多。
这座桥长12米,在阿姆斯特丹外的MX3D设施上印有3D。该项目的最初计划是使用移动机器人直接在运河上打印,但是由于对环境和行人干扰的担忧,最终的选择是在工厂打印并将其运送到运河上进行安装。
这座桥的独特形状及其流动线是通过3D打印技术实现的,这将自动化技术与焊接完美结合。它可以同时带走30人在桥上行走。桥的设计是有机的,有许多曲线,并且桥的表面在施工后未经表面处理,这意味着3D打印的钢逐层清晰可见。桥覆盖着供人们行走的面板。
以上是由南极熊汇编的世界上的10 3D印刷桥。其中六个是中国的案件,这表明该国对桥梁的热情。
使用3D打印技术建造桥梁具有许多优势,但是当然也有缺点。南极熊认为,随着技术的继续成熟,3D打印桥将成为一种更普遍的方法。
南极熊15 3D打印柱
1)3D打印专业大学数据库;
2)全球3D打印产品库;
3)国家3D印刷人才招募;
4)数百个3D印刷鞋的摘要;
5)生物医学3D打印;
6)3D打印用于航空航天和军事能源;
7)用于汽车,船只和运输的3D打印;
8)3D打印技术的最前沿;
9)3D打印软件算法;
10)3D打印行业数据报告;
11)3D印刷公司的投资和融资;
12)3D印刷行业政策;
13)建筑3D打印;
14)预览3D打印展览和会议活动;
15)全球3D打印新产品的摘要
3800年前建桥3D打印混凝土拱桥
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