1月12日，目前世界最大規(guī)模的混凝土3D打印步行橋在上海寶山智慧灣落成。這座橋由清華大學(xué)(建筑學(xué)院)-中南置地?cái)?shù)字建筑研究中心徐衛(wèi)國教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)研發(fā)。

　　該橋全長26.3米，寬度3.6米，橋梁結(jié)構(gòu)借取了中國古代趙州橋的結(jié)構(gòu)方式，采用單拱結(jié)構(gòu)承受荷載，拱腳間距14.4米，其規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于此前荷蘭、西班牙落成的兩座混凝土3D打印橋。

　　這座步行橋采用了三維實(shí)體建模，橋欄板呈飄帶式造形，與橋拱一起構(gòu)筑出輕盈優(yōu)雅的體態(tài)。同時(shí)，該橋的橋面板采用了腦紋珊瑚的形態(tài)，珊瑚紋之間的空隙填充細(xì)石子，形成園林化的路面。

　　在進(jìn)入實(shí)際打印施工之前，該橋進(jìn)行了1:4縮尺實(shí)材橋梁破壞試驗(yàn)，其強(qiáng)度可滿足站滿行人的荷載要求。

　　構(gòu)件的打印材料則為聚乙烯纖維混凝土添加多種外加劑組成的復(fù)合材料，經(jīng)過多次配比試驗(yàn)及打印實(shí)驗(yàn)，目前已具有可控的流變性滿足打印需求。新型混凝土材料的抗壓強(qiáng)度達(dá)到65mpa，抗折強(qiáng)度達(dá)到15mpa。

　　據(jù)介紹，當(dāng)前在3D混凝土打印建造方面，國內(nèi)外有相當(dāng)多的科研機(jī)構(gòu)及建造公司一直致力于這方面的技術(shù)攻關(guān)，但尚未真正將這一技術(shù)用于實(shí)際工程。這座步行橋的落成，標(biāo)志著這一技術(shù)從研發(fā)到實(shí)際工程應(yīng)用邁出了可喜的一步，也標(biāo)志著我國3D混凝土打印建造技術(shù)進(jìn)入世界先進(jìn)水平。

　　值得一提的是，整體橋梁工程的打印用了兩臺(tái)機(jī)器臂3D打印系統(tǒng)，共用450小時(shí)打印完成全部混凝土構(gòu)件，與同等規(guī)模的橋梁相比，它的造價(jià)只有普通橋梁造價(jià)的三分之二，同時(shí)該橋梁主體的打印及施工未用模板，未用鋼筋，大大節(jié)省了工程花費(fèi)。

　　創(chuàng)新為源突破3D打印技術(shù)瓶頸

　　中南置地與清華大學(xué)的共同研發(fā)合作計(jì)劃始于2017年。

　　中南置地方面介紹，此前在制定健康住宅標(biāo)準(zhǔn)之時(shí)，中南置地就意識(shí)到數(shù)字技術(shù)對(duì)建筑未來發(fā)展的重要影響，基于共同的認(rèn)識(shí)以及對(duì)行業(yè)發(fā)展的使命感，中南置地與清華大學(xué)建筑學(xué)院聯(lián)合成立了“數(shù)字建筑聯(lián)合研究中心”，以期為產(chǎn)業(yè)升級(jí)迭代和應(yīng)對(duì)社會(huì)勞動(dòng)力變化提供一定的科研支持。

　　據(jù)介紹，在一年多的時(shí)間里，研究中心的研究項(xiàng)目囊括了混凝土打印、數(shù)字設(shè)計(jì)、智能建造、機(jī)械臂、BIM逆向建模、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、時(shí)空行為大數(shù)據(jù)、互動(dòng)建筑等與社區(qū)建設(shè)息息相關(guān)的課題，并自主研發(fā)了新材料、新設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了數(shù)項(xiàng)成果。這座3D打印步行橋就是其中的重要成果之一。

　　在機(jī)械臂相關(guān)課題上，研究中心已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂協(xié)同打印，創(chuàng)造了空間曲面形體，打破了鋼筋混泥土?xí)r代里橫平豎直的結(jié)構(gòu)限制。

　　“清華大學(xué)(建筑學(xué)院)-中南置地?cái)?shù)字建筑研究中心”還創(chuàng)新發(fā)明了“機(jī)器臂自動(dòng)砌筑系統(tǒng)”，與國際國內(nèi)現(xiàn)有砌磚系統(tǒng)不同，首次把機(jī)器臂自動(dòng)砌磚與3D打印砂漿結(jié)合在一起，形成全自動(dòng)一體化智能建造系統(tǒng)；并在世界上率先把該系統(tǒng)運(yùn)用于實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)，建成一座“磚藝迷宮花園”。

　　中南置地方面表示，當(dāng)前已經(jīng)有3D打印而成的座椅，在中南置地西安項(xiàng)目的園林中投入使用。這些座椅造型美觀，品質(zhì)優(yōu)良，且施工速度極快。未來，這些科研成果成熟后，也會(huì)陸續(xù)運(yùn)用到中南置地項(xiàng)目施工中，提升建筑營造的智能化與科技化水平。未來的預(yù)期是能夠3D打印帶自由結(jié)構(gòu)的混凝土房子。

　　著力研發(fā)開啟智能建造新時(shí)代

　　隨著我國人口紅利的消失，建設(shè)工程對(duì)于勞動(dòng)力的需求將越來越供不應(yīng)求，智能建造將是解決這一問題的重要渠道，它將推動(dòng)我國建筑工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，3D打印作為智能建造的重要方式，在工程建設(shè)的智能化發(fā)展中將發(fā)揮重要作用。

　　中南置地方面表示，這正是其投入3D打印技術(shù)研發(fā)的初心。未來，中南置地將憑借其多年行業(yè)積累的經(jīng)驗(yàn)，與清華大學(xué)(建筑學(xué)院)-中南置地?cái)?shù)字建筑研究中心一起，利用技術(shù)再一次為中國房地產(chǎn)行業(yè)樹立標(biāo)桿，并為傳統(tǒng)的房地產(chǎn)行業(yè)開啟智能建造新時(shí)代。

　　上海易居房地產(chǎn)研究院總監(jiān)嚴(yán)躍進(jìn)指出，在當(dāng)前“房住不炒”的模式下，這種技術(shù)創(chuàng)新很可貴。這兩年，傳統(tǒng)的房地產(chǎn)經(jīng)常是單純地將房價(jià)漲跌作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。但隨著房子越來越回歸到居住的屬性和功能上，這些創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用未來會(huì)更加廣泛，尤其是后續(xù)在保障房、公共租賃住房、普通的商品化租賃住房等方面。這樣的技術(shù)應(yīng)用會(huì)很廣泛，也是房地產(chǎn)供應(yīng)端很好的導(dǎo)向。