趙州橋位于河北省石家莊市趙縣，由隋朝匠師李春建造，距今已有1400多年歷史，是世界上現(xiàn)存年代最久遠(yuǎn)、跨度最大、保存最完整的單孔坦弧敞肩石拱橋。河北工業(yè)大學(xué)采用3D打印技術(shù)，在天津市北辰區(qū)的河北工大校區(qū)成功復(fù)制并裝配了趙州橋復(fù)制品。

河北工大3D打印趙州橋

據(jù)河北工業(yè)大學(xué)新聞網(wǎng)報(bào)道，“3D打印作為一項(xiàng)新興技術(shù)，是一種全新的顛覆傳統(tǒng)的建造模式。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(jīng)驗(yàn)，引入BIM虛擬仿真技術(shù)、現(xiàn)代化智能監(jiān)測手段，采用模塊化打印技術(shù)，對(duì)節(jié)點(diǎn)裝配形式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在現(xiàn)場直接進(jìn)行裝配式建造，為傳統(tǒng)橋梁賦予現(xiàn)代氣息，充分實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)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，是我校將綠色智慧建造理念成功運(yùn)用于產(chǎn)學(xué)研道路上邁出的重要一步。

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(dòng)化的打印過程可大大提高建造效率，是推動(dòng)裝配式建筑與智能建造發(fā)展的革新技術(shù)。該技術(shù)可大大提高建造效率，也不因結(jié)構(gòu)的幾何復(fù)雜程度而增加成本；可大大減少對(duì)現(xiàn)場環(huán)境的污染，是推動(dòng)裝配式建筑與智能建造發(fā)展的革新技術(shù)；3D打印橋梁過程中，內(nèi)嵌了許多傳感器，用于24小時(shí)對(duì)橋梁進(jìn)行健康監(jiān)測，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)受力等問題并予以排除，保證安全第一的同時(shí)，也體現(xiàn)了智能化集成。發(fā)展3D打印技術(shù)為核心的智能建造，可推進(jìn)建筑行業(yè)向綠色化、工業(yè)化、智能化的方向發(fā)展，助力國家建筑工業(yè)化進(jìn)程。”

河北工業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)并制作裝配式3D打印趙州橋，不論從“3D打印橋梁”還是“3D打印混凝土設(shè)施”來說都并非國內(nèi)首創(chuàng)。但混凝土3D打印的優(yōu)勢和環(huán)保性不能否認(rèn)，正如此例先3D打印混凝土模塊再吊裝組成橋體，最后安裝護(hù)欄等。既快捷高效，又節(jié)省材料和人工，更環(huán)保無污染。

室內(nèi)3D打印橋體模塊 最后吊裝組裝趙州橋 截圖自官方視頻

河北工業(yè)大學(xué)3D打印趙州橋的嘗試也為古橋修復(fù)、復(fù)建和保護(hù)提供了新思路。例如有一些塔、橋、城墻等古建筑確實(shí)破損嚴(yán)重卻有很高的文物價(jià)值，可以考慮將古建筑或建筑遺址整體搬遷并保存，再3D打印仿古建筑提供旅游開發(fā)，同時(shí)為保護(hù)古建筑提供資金，形成良好的循環(huán)。

相信3D打印應(yīng)用于橋梁、房屋等建筑領(lǐng)域的案例，今后會(huì)越來越多，技術(shù)也會(huì)越來越先進(jìn)。