3D打印趙州橋落成與河北工業(yè)大學 科技與浪漫的牽手
矗立在河北工業(yè)大學北辰校區(qū)的裝配式混凝土3D打印趙州橋（學校供圖）
13日下午，裝配式混凝土3D打印趙州橋落成典禮在該校北辰校區(qū)舉行。該項目由河北工業(yè)大學副校長兼土木與交通學院院長馬國偉帶領其研究團隊完成。它的建成對于我國建筑行業(yè)實現(xiàn)綠色化、工業(yè)化、智能化發(fā)展具有重要意義。
趙州橋位于河北省趙縣，距今已有1400多年的歷史，是世界上現(xiàn)存最早、保存最好的一座弧形單孔敞肩型石拱橋。無論從結構設計方面還是施工建造、造型美學方面，趙州橋對現(xiàn)代橋梁的科學設計以及合理施工均具有指導意義。
據介紹，該橋按照趙州橋1：2縮尺打印后現(xiàn)場裝配式組裝。混凝土材料為獨家特殊配制，3D打印水泥基機械設備自主開發(fā)設計，還綜合考慮了各項橋梁常規(guī)設計中的荷載因素，安全系數高。橋欄桿整體形態(tài)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(yè)大學建校116年的歷程。
馬國偉介紹，相比傳統(tǒng)的施工建造，3D 打印是提供無需模板與支撐，節(jié)省約1/3的建筑材料和2/3的人工，高度自動化的打印過程可大大提高建造效率。該技術不因結構的幾何復雜程度而增加成本，也可大大減少對現(xiàn)場環(huán)境的污染；3D打印橋梁過程中，內嵌了許多傳感器，用于24小時對橋梁進行健康監(jiān)測，可及時發(fā)現(xiàn)受力等問題并予以排除。
“3D打印作為一項新興技術，是一種全新的顛覆傳統(tǒng)的建造模式。”馬國偉在典禮上指出，裝配式混凝土3D打印趙州橋借鑒已建成3D打印建筑的建造經驗，引入BIM虛擬仿真技術、現(xiàn)代化智能監(jiān)測手段，采用模塊化打印技術，對節(jié)點裝配形式進行優(yōu)化設計，在現(xiàn)場直接進行裝配式建造，為傳統(tǒng)橋梁賦予現(xiàn)代氣息，充分實現(xiàn)設計新型化、材料功能化、施工虛擬化、裝配模塊化和監(jiān)測智能化，是學校將綠色智慧建造理念成功運用于產學研道路上邁出的重要一步。
典禮前夕，在由河北工業(yè)大學、同濟大學聯(lián)合主辦的第二屆“建筑3D打印”國際會議開幕式上，來自美國、英國、德國、新西蘭、澳大利亞、荷蘭、中國等15余個國家和地區(qū)的200余名學者，共同圍繞建筑 3D 打印在新材料、新結構、新裝備、新工藝等方面創(chuàng)新發(fā)展進行了深入研討。
