世界最大の3Dプリントコンクリート歩道橋が上海宝山に完成

この投稿は Little Raccoon によって 2019-1-12 22:56 に最後に編集されました

1月12日、上海スマートベイ科学技術パークに世界最大の3Dプリントコンクリート歩道橋が完成した。このプロジェクトは、清華大学（建築学院）中南地デジタル建築研究センターの徐偉国教授のチームによって設計・開発され、上海智慧湾投資管理有限公司と共同で建設されました。南極熊3Dプリントネットワークは戦略パートナーメディアとして、3Dプリントコンクリート歩道橋の開通式に参加し、その様子を報道しました。

歩道橋の長さは26.3メートル、幅は3.6メートルで、橋の構造は中国の古代趙州橋の構造方式を借用しており、荷重を支えるために単一のアーチ構造を採用しており、アーチの足の間の距離は14.4メートルです。橋が実際のプリント施工に入る前に、1:4 スケールの実物大の橋の破壊テストが実施され、その強度は歩行者全員の荷重要件を満たすことができました。

歩道橋の設計は立体造形を採用し、欄干はリボンのような形状を採用し、橋のアーチと相まって上海智慧湾の池に横たわる軽妙で優雅な橋体を形成している。橋床は脳珊瑚の形状を採用し、珊瑚模様の隙間に細かい砂利を敷き詰めて庭園のような路面を形成している。歩いていくと少し急な感じがしますが、とても安定しています。橋の表面を手で触ると、珊瑚模様の凹凸が感じられます。

報道によると、橋梁プロジェクト全体を印刷するために2台のロボットアーム3Dプリントシステムが使用され、すべてのコンクリート部品を印刷するのに合計450時間がかかった。同じサイズの橋と比較すると、そのコストは一般的な橋の3分の2に過ぎない。橋本体の印刷と建設には型枠や鉄筋が使用されなかったため、プロジェクトコストが大幅に節約された。徐偉国教授チームが独自に開発したコンクリート3D印刷システム技術は、作業安定性が良好、印刷効率が速い、成形精度が高い、連続運転などの特徴があり、3つの面で独自の革新を持ち、国内外の同業他社をリードしています。ロボットアームの先端にあるプリントヘッドは、詰まりがなく、印刷された材料が積み重ねの過程で崩れないという特徴があります。印刷パス生成および操作システムは、形状設計、印刷パス生成、材料ポンピング、先端動作、ロボットアーム動作などのシステムを1つに結び付けて連動します。独自の印刷材料配合は、合理的な材料特性と安定したレオロジーを備えています。

歩道橋は、アーチ構造、手すり、デッキの3つの部分で構成されています。橋の構造は、0.9×0.9×1.6メートルのコンクリート3Dプリントユニット44個で構成されています。手すりは68個のユニットに分割して印刷され、合計64個のデッキも印刷で作られています。これらの部品の印刷材料はすべて、ポリエチレン繊維コンクリートにさまざまな混和剤を加えた複合材料です。多くの配合テストと印刷実験を経て、印刷要件を満たす制御可能なレオロジーを実現しました。この新しいコンクリート材料の圧縮強度は 65 MPa、曲げ強度は 15 MPa に達します。

同時に、橋梁には振動線応力監視システムや高精度ひずみ監視システムなどのリアルタイム監視システムが事前に埋設されており、橋梁の応力と変形状態に関するデータを瞬時に収集することができ、新しいコンクリート材料の性能や印刷部品の構造機械特性の追跡と研究に実用的に役立ちます。
南極熊によると、我が国の人口ボーナスが消滅するにつれ、建設プロジェクトにおける労働力の需要はますます不足するだろう。インテリジェント建設はこの問題を解決する重要なチャネルとなるだろう。3Dプリントは、インテリジェント建設の重要な方法として、エンジニアリング建設のインテリジェント化の発展において重要な役割を果たすだろう。 3Dコンクリートプリント施工には解決すべきボトルネックが多く、この分野の技術研究開発と実用化の競争はますます激しくなっていますが、多くの国内外の科学研究機関や建設会社がこの分野の技術研究に取り組んでいますが、まだこの技術を実際のプロジェクトに本格的に適用していません。歩道橋の完成は、この技術が研究開発から実際の工学応用へと移行する上で喜ばしい一歩であり、我が国の3Dコンクリートプリント建設技術は世界最先端のレベルに達しました。
この3Dプリントコンクリート歩道橋が宝山の上海スマートベイ科学技術パークに設置された理由は、この地域の3Dプリント産業の急成長と密接に関係しています。現在、ウィズダムベイ科学技術パークは、世界初の3Dプリントをテーマとした博物館である中国3Dプリント文化博物館を窓口として、展示会を通じて芸術革新と工業デザインを推進しています。同時に、産業集積を通じて、3Dプリント業界の主要企業とより優れた人材をパークに導入し、研究開発、創造性、投資、プロモーションを統合した3Dプリントエコシステムを徐々に形成しています。

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