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2019/01/18 中国经济报

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  1月12日,目前世界最大规模的混凝土3D打印步行桥在上海宝山智慧湾落成。这座桥由清华大学(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。

  该桥全长26.3米,宽度3.6米,桥梁结构借取了中国古代赵州桥的结构方式,采用单拱结构承受荷载,拱脚间距14.4米,其规模远远大于此前荷兰、西班牙落成的两座混凝土3D打印桥。

  这座步行桥采用了三维实体建模,桥栏板呈飘带式造形,与桥拱一起构筑出轻盈优雅的体态。同时,该桥的桥面板采用了脑纹珊瑚的形态,珊瑚纹之间的空隙填充细石子,形成园林化的路面。

  在进入实际打印施工之前,该桥进行了1:4缩尺实材桥梁破坏试验,其强度可满足站满行人的荷载要求。

  构件的打印材料则为聚乙烯纤维混凝土添加多种外加剂组成的复合材料,经过多次配比试验及打印实验,目前已具有可控的流变性满足打印需求。新型混凝土材料的抗压强度达到65mpa,抗折强度达到15mpa。

  据介绍,当前在3D混凝土打印建造方面,国内外有相当多的科研机构及建造公司一直致力于这方面的技术攻关,但尚未真正将这一技术用于实际工程。这座步行桥的落成,标志着这一技术从研发到实际工程应用迈出了可喜的一步,也标志着我国3D混凝土打印建造技术进入世界先进水平。

  值得一提的是,整体桥梁工程的打印用了两台机器臂3D打印系统,共用450小时打印完成全部混凝土构件,与同等规模的桥梁相比,它的造价只有普通桥梁造价的三分之二,同时该桥梁主体的打印及施工未用模板,未用钢筋,大大节省了工程花费。

  创新为源突破3D打印技术瓶颈

  中南置地与清华大学的共同研发合作计划始于2017年。

  中南置地方面介绍,此前在制定健康住宅标准之时,中南置地就意识到数字技术对建筑未来发展的重要影响,基于共同的认识以及对行业发展的使命感,中南置地与清华大学建筑学院联合成立了“数字建筑联合研究中心”,以期为产业升级迭代和应对社会劳动力变化提供一定的科研支持。

  据介绍,在一年多的时间里,研究中心的研究项目囊括了混凝土打印、数字设计、智能建造、机械臂、BIM逆向建模、虚拟现实技术、时空行为大数据、互动建筑等与社区建设息息相关的课题,并自主研发了新材料、新设备,实现了数项成果。这座3D打印步行桥就是其中的重要成果之一。

  在机械臂相关课题上,研究中心已经成功实现机械臂协同打印,创造了空间曲面形体,打破了钢筋混泥土时代里横平竖直的结构限制。

  “清华大学(建筑学院)-中南置地数字建筑研究中心”还创新发明了“机器臂自动砌筑系统”,与国际国内现有砌砖系统不同,首次把机器臂自动砌砖与3D打印砂浆结合在一起,形成全自动一体化智能建造系统;并在世界上率先把该系统运用于实际施工现场,建成一座“砖艺迷宫花园”。

  中南置地方面表示,当前已经有3D打印而成的座椅,在中南置地西安项目的园林中投入使用。这些座椅造型美观,品质优良,且施工速度极快。未来,这些科研成果成熟后,也会陆续运用到中南置地项目施工中,提升建筑营造的智能化与科技化水平。未来的预期是能够3D打印带自由结构的混凝土房子。

  着力研发开启智能建造新时代

  随着我国人口红利的消失,建设工程对于劳动力的需求将越来越供不应求,智能建造将是解决这一问题的重要渠道,它将推动我国建筑工业的转型升级,3D打印作为智能建造的重要方式,在工程建设的智能化发展中将发挥重要作用。

  中南置地方面表示,这正是其投入3D打印技术研发的初心。未来,中南置地将凭借其多年行业积累的经验,与清华大学(建筑学院)-中南置地数字建筑研究中心一起,利用技术再一次为中国房地产行业树立标杆,并为传统的房地产行业开启智能建造新时代。

  上海易居房地产研究院总监严跃进指出,在当前“房住不炒”的模式下,这种技术创新很可贵。这两年,传统的房地产经常是单纯地将房价涨跌作为衡量标准。但随着房子越来越回归到居住的属性和功能上,这些创新技术的应用未来会更加广泛,尤其是后续在保障房、公共租赁住房、普通的商品化租赁住房等方面。这样的技术应用会很广泛,也是房地产供应端很好的导向。

(责任编辑:王琲建)

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[混凝土价格指数周评]:全国价格持稳 有价无市(02.17~02.21)

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