1月12日，清華大學（建築學院）-中南置地數字建築研究中心徐衛國教授團隊運用自主研發的機器臂3D打印混凝土技術，在上海寶山智慧灣建成目前規模最大的混凝土3D打印步行橋。

鳥瞰橋體(ti)

從(cong) 西北看橋體(ti)

從(cong) 西南側(ce) 看橋

夜景

該步行橋全長26.3米，寬度3.6米，橋梁結構借取了中國古代趙州橋的結構方式，采用單拱結構承受荷載，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(ti) 橋梁工程的打印用了兩(liang) 台機器臂3D打印係統，共用450小時打印完成全部混凝土構件；與(yu) 同等規模的橋梁相比，它的造價(jia) 隻有普通橋梁造價(jia) 的三分之二；該橋梁主體(ti) 的打印及施工未用模板，未用鋼筋，大大節省了工程花費。

打印結構件

打印橋麵板

打印橋欄板

步行橋的設計采用了三維實體(ti) 建模，橋欄板采用了形似飄帶的造形與(yu) 橋拱一起構築出輕盈優(you) 雅的體(ti) 態橫臥於(yu) 上海智慧灣池塘之上；該橋的橋麵板采用了腦紋珊瑚的形態，珊瑚紋之間的空隙填充細石子，形成園林化的路麵。

該步行橋橋體(ti) 由橋拱結構、橋欄板、橋麵板三部分組成，橋體(ti) 結構由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(wei) 68塊單元進行打印，橋麵板共64塊也通過打印製成。這些構件的打印材料均為(wei) 聚乙烯纖維混凝土添加多種外加劑組成的複合材料，經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到65mpa，抗折強度達到15mpa。

結構試驗

該橋預埋有實時監測係統，包括振弦式應力監控和高精度應變監控係統，可以即時收集橋梁受力及變形狀態數據，對於(yu) 跟蹤研究新型混凝土材料性能以及打印構件的結構力學性能具有實際作用。

隨著我國人口紅利的消失，建設工程對於(yu) 勞動力的需求將越來越供不應求，智能建造將是解決(jue) 這問題的重要渠道，它將推動我國建築工業(ye) 的轉型升級，3D打印作為(wei) 智能建造的一種重要方式將對工程建設的智能化發展發揮重要作用。

目前，3D混凝土打印建造方麵還存在著許多需要解決(jue) 的瓶頸問題，該領域技術研發及實際應用的競爭(zheng) 也日益激烈，國際國內(nei) 具有相當多的科研機構及建造公司一直致力於(yu) 這方麵的技術攻關(guan) ，但還沒有真正將這一技術用於(yu) 實際工程。該步行橋的建成，標誌著這一技術從(cong) 研發到實際工程應用邁出了可喜的一步，同時它標誌著我國3D混凝土打印建造技術進入世界先進水平。

徐衛國教授團隊研發的機器臂3D打印混凝土係統由數字建築設計，打印路徑生成，操作控製係統，打印機前端，混凝土材料等創新技術集成，具有工作穩定性好、打印效率快、成型精度高、可連續工作等特點。該係統在三個(ge) 方麵具有獨特的創新性並領先於(yu) 國內(nei) 外同行，第一為(wei) 機器臂前端打印頭，它既具有攪拌又有擠壓推送功能；第二為(wei) 打印路徑生成及操作係統，它將形體(ti) 設計、合理路徑、泵送、前端、機器臂運動等各係統連接為(wei) 一體(ti) 協同工作；第三為(wei) 獨有的打印材料配方，具有合理的材性及穩定的流變性。

徐衛國教授從(cong) 2003年以來一直從(cong) 事數字設計及數字建造研究。他通過教學、工程、策展、出版等多種渠道推動了數字建築在中國的迅速發展，目前他在該領域出版有17本著作、發表120多篇論文。近年來，他的研究專(zhuan) 注於(yu) 以機器臂為(wei) 基礎的智能建造，研究內(nei) 容涉及多方麵，特別是在機器臂3D混凝土打印建造、以及機器臂自動砌築的實際運用方麵，取得重要進展。為(wei) 了表彰他在這方麵的貢獻，2018年9月12-14日在瑞士蘇黎世理工（ETH）舉(ju) 行的ROB|ARCH2018（國際機器人建築大會(hui) ）將“技術運用獎”授予徐衛國教授。