漯河市3D打印版小商桥

顶端新闻·大河报记者 刘广超 实习生 姚程

“3D打印”，这个原本“高大上”的词语，如今却已慢慢进入了我们生活的各个领域，从航空航天领域的精密零件，到医生手中严丝合缝的各类支架，都可以通过3D打印技术来完成。

2021年5月24日，顶端新闻·大河报记者了解到，在漯河市城乡一体化示范区，盖起了一座运用3D打印技术建造的“小商桥”。当这座拥有1400多年历史的“天下第一桥”，撞上3D打印这种“黑科技”，会擦出怎样天马行空的火花？


利用3D打印技术，高度还原小商桥

5月24日上午，记者来到漯河市城乡一体化示范区，在牡丹江路沙河桥西侧路北的街头游园内，看到了这座运用3D打印技术建造的“小商桥”。远看该桥似乎“平平无奇”，近看之后才能发现，整座桥使用一种特殊的混凝土搭建而成，表面看上去有一层层密集的纹路，走在上面能感受到桥梁无比敦实。



据了解，小商桥位于漯河市临颍县与郾城区交界的小商河（颍河故道）上。小商河为古时商王经此而得名，桥因河而取名，河因桥而出名。小商桥始建于隋开皇四年（584年），已有一千四百多年的历史。

“这座‘3D打印版小商桥’总长19.5米，利用3D打印方式构件的高精度和灵活化，高度还原小商桥的建筑与结构特征，采用拼装施工快速成桥，实现了施工环保化。”漯河市两河四湖建设管理有限公司副总经理宋贺阳告诉记者，这也是漯河市首座3D打印实景建筑。

据宋贺阳介绍，该桥由漯河市两河四湖建设管理有限公司承建，由邢台路桥建设总公司与河北工业大学校企合作共同完成。“简单来说，他们利用3D打印技术生产桥梁构件，运输到这里后，我们再使用粘合剂搭建起来，就像搭建积木一样。”宋贺阳说，该桥2019年10月启动基础开挖，受疫情影响拖慢了施工进度，2020年10月主体结构安装完成，后期又进行了喷漆、亮化等工程。

特殊混凝土构成，使用年限100年

“整座桥梁除了最底部的桥台是水泥浇灌外，上部结构全是利用3D打印技术搭建的。”宋贺阳告诉记者，3D打印过程采用数据输入后，打印机器人自主规划路径并进行打印，极大减少人工，具有绿色化无建筑垃圾，构件尺寸控制精确，现场施工快速等特点。

“桥梁上部结构使用了特殊的混凝土，内部没有钢筋，是以细小石子为骨料制成的砂浆，其中掺加高强纤维，使之既可以承受压力，又可以承受拉力。”宋贺阳对记者说，桥梁表面特殊的纹路，就是机器人一层层打印出来的。

除此以外，通过打印过程位置精确控制，在预埋点进行传感器预埋，无线传输至控制中心，可以实现桥梁使用过程的高精度全程监控预警。整座桥梁设计使用年限是100年，日常过人完全没有问题。


“挤奶油”般建房子，最大亮点是环保

据宋贺阳介绍，这座“小商桥”不仅是漯河市首座3D打印实景建筑，放眼全国也仅有几座可实际投入使用的3D打印桥梁结构。

记者了解到，3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。而3D打印建筑的过程，就好像在挤奶油。用高强水泥、玻璃纤维和其他一些特殊配料做成的“油墨”，从打印机的喷头中定量挤压出来，按照预先设计的图纸程序，层层叠加出数米高的建筑构件，多个构件在一起，就能装配出完整的房子。

3D打印建筑，作为一种全新的建筑方式，最大亮点就是环保。一方面，建筑完全按需定制，不再产生建筑垃圾；另一方面，它还能再利用建筑垃圾、工业垃圾和尾矿，通过技术处理，使之成为3D打印建筑“油墨”的原材料，让建筑垃圾回到建筑中。

“目前3D打印混凝土结构和拼装式结构是基建领域的前沿性方向，符合国家政策导向。”宋贺阳说，3D打印小商桥的建设将产生较大的示范性作用，也会为这两个领域的发展提供宝贵的经验和数据积淀。