3D打印赵州桥河北工大成功创下三项世界纪录

2021-07-16 10:59:41

据媒体报道，近日，河北工大土木与交通学院通过3D打印技术，建造了世界上第一座装配式3D打印赵州桥。据了解，这座赵州桥复制品是由该校副校长兼土木与交通学院院长马国伟教授带领团队完成的。同时，这座复制品也创下了三个世界纪录，是目前世界上跨度最长、桥梁总长最长、规模最大的混凝土3D打印桥梁。

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3D打印的赵州桥矗立在河北工业大学北辰校区东北方向的景观河上，呈灰白色，不时有学生拾级而上、在桥上来往通行。将历经千年的赵州桥与现代化的3D打印相结合，在河北工业大学校园内建造一座装配式3D打印赵州桥，无疑对弘扬河北文化、集成科技创新、促进产教融合、美化校园环境起到积极促进作用。

马国伟表示，在3D打印赵州桥项目中，他带领团队精选特种水泥基复合材料，不断优化原材料矿物化学组成、颗粒细度，所使用材料具有速凝快硬、水化放热低、早期强度高的早龄期材料特性，同时具有优异的低收缩、微膨胀、高抗裂、自修复的长期工作性能。

他们还通过科学设计材料配合比，协调3D打印工艺参数，借助人工神经网络算法量化适用于超大尺寸3D打印的水泥基复合材料的流变特性参数区间，以满足赵州桥主拱的快速打印成型。桥梁的建造过程中同时应用了基于局域共震原理的混凝土超材料，再生玻璃钢纤维混凝土材料，磷酸镁水泥基高强粘结材料等新型高性能混凝土。

桥梁跨度18.04米、总长28.1米。建造过程中，按照赵州桥1：2缩尺打印后现场装配式组装，不仅混凝土材料是独家特殊配制的，3D打印水泥基机械设备是自主开发设计的，还综合考虑了各项桥梁常规设计中的荷载因素，安全系数高。该步行桥的成功落成，可推进智能建造关键技术的长足发展，对我国建筑行业实现绿色化、工业化、智能化具有重要意义。