全球10座3D打印橋6座來自中國，有的打破吉尼斯世界紀(jì)錄

南極熊導(dǎo)讀：“橋”是一種用來跨越障礙的大型構(gòu)造物，一般是建在河上或者海峽兩邊，可以讓人、汽車、火車或船舶通過。3800年前，人類就開始建橋了，如今我們在世界各地都能看到各式各樣的橋梁，根據(jù)所使用的材料它們可以分為：木橋、石橋，鐵橋、鋼橋、鋼筋混凝土橋等。此外，建橋的技術(shù)也在不斷演進，近幾年，采用3D打印技術(shù)建造的橋開始陸續(xù)出現(xiàn)，本文我們就來匯總一下全球的3D打印橋。

△各式各樣的橋

3D打印混凝土橋

①上海智慧灣3D打印混凝土步行橋

2019年1月，由清華大學(xué)（建筑學(xué)院）-中南置地數(shù)字建筑研究中心徐衛(wèi)國教授團隊設(shè)計研發(fā)，并與上海智慧灣投資管理有限公司共同建造的3D打印混凝土步行橋在上海智慧灣科創(chuàng)園落成。

該步行橋全長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。在該橋梁進入實際打印施工之前，進行了1:4縮尺實材橋梁破壞試驗，其強度可滿足站滿行人的荷載要求。

整體橋梁工程的打印用了兩臺機器臂3D打印系統(tǒng)，共用450小時打印完成全部混凝土構(gòu)件；與同等規(guī)模的橋梁相比，它的造價只有普通橋梁造價的三分之二；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。該步行橋橋體由橋拱結(jié)構(gòu)、橋欄板、橋面板三部分組成，橋體結(jié)構(gòu)由44塊0.9*0.9*1.6米的混凝土3D打印單元組成 ，橋欄板分為68塊單元進行打印，橋面板共64塊也通過打印制成。這些構(gòu)件的打印材料均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)過多次配比試驗及打印實驗，目前已具有可控的流變性滿足打印需求；該新型混凝土材料的抗壓強度達(dá)到65mpa，抗折強度達(dá)到15mpa。

②河北工業(yè)大學(xué)3D打印“趙州橋”

2019年10月，裝配式混凝土3D打印趙州橋在河北工業(yè)大學(xué)北辰校區(qū)落成，并于2020年正式獲得“最長的3D打印橋”吉尼斯世界紀(jì)錄™稱號。這座由河北工業(yè)大學(xué)馬國偉教授團隊共同建造的3D打印橋梁，全長28.15米、凈跨度17.94米，受到業(yè)內(nèi)外關(guān)注。

3D打印的趙州橋按照原始趙州橋1：2縮尺打印后現(xiàn)場裝配式組裝，是目前世界最長跨度裝配式混凝土3D打印趙州橋。遠(yuǎn)看成為河北工業(yè)大學(xué)一道亮麗的風(fēng)景，不時有學(xué)生或者游客上前拍照留念。走近觀看，可以看出其裝配結(jié)構(gòu)。

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，寓意學(xué)校建校116年的發(fā)展。

③太空灰3D打印鋼筋混凝土橋

2019年7月，太空灰3D打印團隊宣布，完成了真正意義上整體3D打印的混凝土拱橋，該橋長5.5米，寬2.1米，高1.6米。打印材料是普通425水泥，加上骨料和鋼筋，總重量約10噸左右，打印耗時為32小時59分鐘。

橋的主體打印在對于已經(jīng)趨于成熟的太空灰團隊來說，技術(shù)實現(xiàn)上沒有難度。設(shè)計之初，就把打印的這個橋定義為可以過人、過車、包括重型車等，完全是按照正常使用的橋來設(shè)計。所以打印時，需要布置大量的鋼筋，控制程序中暫停功能，斷點續(xù)打、以及可以隨時調(diào)節(jié)打印速度快慢的功能都得以充分利用。

④扎哈事務(wù)所3D打印混凝土橋

2020年，一座造型獨特的拱形磚橋出現(xiàn)在今年的威尼斯國際建筑雙年展 (Giardini della Marinaressa) 的場地上，引起了路人的好奇與關(guān)注。

它名為 「Striatus 」，是一座 16x12 米的人行天橋。由 3D 打印的預(yù)制混凝土板組裝而成。

Striatus 是由 Zaha Hadid Architects的算法設(shè)計研究組（ZHACODE）、ETHZ（瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院）、incremental3D（in3D）共同合作的一個項目，并由 Holmic 付諸實現(xiàn)。


Striatus 的設(shè)計展現(xiàn)了傳統(tǒng)磚石構(gòu)造和先進技術(shù)的完美結(jié)合，同時也提供了一種能讓預(yù)算減半的建造思路：和傳統(tǒng)鋼筋混凝土樓板制造工藝相比，運用Striatus 的設(shè)計和制造方法能節(jié)約 70% 的混凝土用量，甚至還可以節(jié)約 90% 的鋼材！

⑤荷蘭混凝土3D打印人行天橋

2019年9月，荷蘭Vertico公司與根特大學(xué)合作開發(fā)了一座3D打印的混凝土步行橋。

通過混凝土3D打印工藝，該公司將橋梁施工中使用的材料減少了60％，但卻可以保證與傳統(tǒng)工藝建造的橋梁承受相同的重量。

Vertico創(chuàng)始人Volker Ruitinga表示：“這座橋展示了3D混凝土打印提供的各種可能性，通過建造這座橋梁，Vertico展示出混凝土3D打印的優(yōu)勢。我們相信這項技術(shù)是解決結(jié)構(gòu)材料優(yōu)化的關(guān)鍵，不但可以減少二氧化碳排放，還能提高建筑業(yè)的生產(chǎn)力�！�

⑥2024巴黎奧運會3D打印混凝土橋

這是一座還未建成的3D打印橋，法國巴黎公社（Plaine Commune Grand Paris）為籌備2024年巴黎奧運會，計劃建造一座40米長的3D打印混凝土人行天橋。

承擔(dān)這個項目的單位包括土木工程公司Freyssinet、Levigne和Cheron Architects、計算和人工智能（AI）公司Quadric、建筑材料專家LafrageHolcim和大型3D打印公司XtreeE。

跨度40米的人行天橋的橋面將完全由3D打印混凝土建造。目標(biāo)是，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，在建橋過程中減少60%的混凝土材料。

結(jié)構(gòu)的數(shù)字化設(shè)計，加上人行橋部件能夠在工業(yè)條件下生產(chǎn)并在現(xiàn)場快速組裝，為參與項目的建筑師提供了更大的設(shè)計自由度。為此采用3D打印將減少零部件的運輸，進而降低成本，同時無需使用模板。

3D打印高分子材料橋

⑦泉州橋

2019年6月，一座新的3D打印橋梁制造工作已經(jīng)完成，該橋被稱為泉州連綿帶3D打印橋梁，在福建泉州百崎湖生態(tài)連綿帶完成安裝。 可以供老百姓實際使用的景觀橋梁，由上海建工和上�？狷棛C器人科技有限公司使用大型3D打印機建造。

泉州橋的長度17.5米，高3.2米，寬3.2米，重量12噸，橋身整體都是由高分子材料使用3D打印技術(shù)制造完成。全部制造周期五周時間，比起傳統(tǒng)混凝土灌漿制造法縮短了將近一半以上的時間。強度上也一點不比鋼筋混凝土遜色，每平方米可以承受2千牛頓的壓強，也就是說就算橋上就算占滿人也不用擔(dān)心橋身的堅固程度。

這是繼去年上海桃浦中央綠地公園的景觀橋之后，上海建工與上�？狷棛C器人科技有限公司又完成了另一座同樣使用3D打印技術(shù)完成的橋梁。2018年11月完工的桃浦中央綠地景觀橋，重6噸采用橫向一體化打印成型，而2019年6月完工的泉州連綿帶山巒景觀橋，重量提升1倍達(dá)到12噸，采用縱向打印分為16段打印后組裝完成。所使用的材料都是ASA+玻璃纖維增強顆粒高分子材料。

⑧3D打印伸縮橋

2021年7月 ，在即將對外開放的“星空高架公園”中有一座3D打印的伸縮橋“萬年輪”，它連接了沿河步行道與高線廊道，是跨越園內(nèi)湖的必經(jīng)之路。橋長9.34米，總重量僅有850公斤，分為9段可伸縮片段，它的開合僅僅需要一分鐘

這座3D打印的伸縮橋設(shè)計靈感來源于齊白石先生的一幅作品。除藝術(shù)性外，它能承載比自身更重的重量，走在上面感覺很結(jié)實。

整個的橋身和橋面都是通過3D打印技術(shù)實現(xiàn)的，橋面和橋身的每一塊面板也都不一樣。橋的組成材料采用環(huán)保材料碳酸聚酯，使用多年磨損后，還可以回收再造，不會污染環(huán)境。

⑨同濟大學(xué)改性塑料3D打印步行橋

2017年8月，一座外表黝黑、以全新改性塑料打印的步行橋成為同濟大學(xué)的校園一景。這座橋吸引了校內(nèi)其他學(xué)科專家的關(guān)注，然而，持續(xù)多日的高溫，使得建橋者袁烽不得不將這座僅誕生42天的世界首座3D打印步行橋搬回實驗室，進行材料升級。

雖然這次實驗沒有成功，但是卻是國內(nèi)較早用3D打印來造橋的案例，非常有進步意義。

3D打印不銹鋼橋

⑩荷蘭阿姆斯特丹3D打印不銹鋼橋

2021年7月 ，荷蘭阿姆斯特丹的3D打印不銹鋼橋終于投入使用了，距離南極熊首次報道這座3D打印橋已經(jīng)過去了三年多時間。

這座橋長12米，在阿姆斯特丹外MX3D的一個工廠內(nèi)進行3D打印。這個項目最開始的計劃是使用可移動的機器人直接在運河上打印，但是由于擔(dān)心環(huán)境和行人干擾，最終選擇在工廠內(nèi)打印，并運輸?shù)竭\河上安裝的方式。

這座橋梁的造型獨特，流動線條外觀是由3D打印技術(shù)完成的，將自動化技術(shù)與焊接完美結(jié)合。能夠同時承載30個人在橋上行走。橋的設(shè)計是有機的，有很多曲線，并且橋梁的表面在施工后沒有進行表面后處理，這意味著3D打印鋼一層一層堆積成型的樣子是清晰可見的。橋面上鋪設(shè)了供人行走的面板。

以上就是南極熊整理的全球10座3D打印橋，其中6座是在中國的案例，可見國內(nèi)對于橋梁的熱衷。

采用3D打印技術(shù)來建造橋，有諸多的優(yōu)勢，當(dāng)然也有不足之處，南極熊相信經(jīng)過技術(shù)的不斷成熟，3D打印造橋會成為更常見的手段。