“橋”是一種用來(lái)跨越障礙的大型構造物，一般是建在河上或者海峽兩邊，可以讓人、汽車(chē)、火車(chē)或船舶通過(guò)。3800年前，人類(lèi)就開(kāi)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(jìn)，近幾年，采用3D打印技術(shù)建造的橋開(kāi)始陸續出現，本文我們就來(lái)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）-中南置地數字建筑研究中心徐衛國教授團隊設計研發(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(cháng)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(jìn)入實(shí)際打印施工之前，進(jìn)行了1:4縮尺實(shí)材橋梁破壞試驗，其強度可滿(mǎn)足站滿(mǎn)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，共用450小時(shí)打印完成全部混凝土構件；與同等規模的橋梁相比，它的造價(jià)只有普通橋梁造價(jià)的三分之二；該橋梁主體的打印及施工未用模板，未用鋼筋，大大節省了工程花費。該步行橋橋體由橋拱結構、橋欄板、橋面板三部分組成，橋體結構由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68塊單元進(jìn)行打印，橋面板共64塊也通過(guò)打印制成。這些構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合材料，經(jīng)過(guò)多次配比試驗及打印實(shí)驗，目前已具有可控的流變性滿(mǎn)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。

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)北辰校區落成，并于2020年正式獲得“最長(cháng)的3D打印橋”吉尼斯世界紀錄™稱(chēng)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(cháng)28.15米、凈跨度17.94米，受到業(yè)內外關(guān)注。

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

橋面與欄板加入桃花元素，寓意桃李滿(mǎn)天下，同時(shí)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(cháng)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(shí)為32小時(shí)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(lái)說(shuō)，技術(shù)實(shí)現上沒(méi)有難度。設計之初，就把打印的這個(gè)橋定義為可以過(guò)人、過(guò)車(chē)、包括重型車(chē)等，完全是按照正常使用的橋來(lái)設計。所以打印時(shí)，需要布置大量的鋼筋，控制程序中暫停功能，斷點(diǎn)續打、以及可以隨時(shí)調節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

南極熊注意到，2020年，一座造型獨特的拱形磚橋出現在今年的威尼斯國際建筑雙年展 (Giardini della Marinaressa) 的場(chǎng)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 打印的預制混凝土板組裝而成。

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

Striatus 的設計展現了傳統磚石構造和先進(jìn)技術(shù)的完美結合，同時(shí)也提供了一種能讓預算減半的建造思路：和傳統鋼筋混凝土樓板制造工藝相比，運用Striatus 的設計和制造方法能節約 70% 的混凝土用量，甚至還可以節約 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(kāi)發(fā)了一座3D打印的混凝土步行橋。
通過(guò)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(guò)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)是解決結構材料優(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(huì )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(huì )，計劃建造一座40米長(cháng)的3D打印混凝土人行天橋。
承擔這個(gè)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(zhuān)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。目標是，與傳統結構相比，在建橋過(guò)程中減少60%的混凝土材料。
結構的數字化設計，加上人行橋部件能夠在工業(yè)條件下生產(chǎn)并在現場(chǎng)快速組裝，為參與項目的建筑師提供了更大的設計自由度。為此采用3D打印將減少零部件的運輸，進(jìn)而降低成本，同時(shí)無(wú)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(chēng)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?？梢怨├习傩諏?shí)際使用的景觀(guān)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(cháng)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(shí)間，比起傳統混凝土灌漿制造法縮短了將近一半以上的時(shí)間。強度上也一點(diǎn)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(shuō)就算橋上就算占滿(mǎn)人也不用擔心橋身的堅固程度。

這是繼去年上海桃浦中央綠地公園的景觀(guān)橋之后，上海建工和上?？狷棛C器人科技有限公司近期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(guān)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(guān)橋，重量提升1倍達到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(kāi)放的“星空高架公園”中有一座3D打印的伸縮橋“萬(wàn)年輪”，它連接了沿河步行道與高線(xiàn)廊道，是跨越園內湖的必經(jīng)之路。橋長(cháng)9.34米，總重量?jì)H有850公斤，分為9段可伸縮片段，它的開(kāi)合僅僅需要一分鐘

這座3D打印的伸縮橋設計靈感來(lái)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(jué)很結實(shí)。

整個(gè)的橋身和橋面都是通過(guò)3D打印技術(shù)實(shí)現的，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(huì )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。這座橋吸引了校內其他學(xué)科專(zhuān)家的關(guān)注，然而，持續多日的高溫，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(shí)驗室，進(jìn)行材料升級。
雖然這次實(shí)驗沒(méi)有成功，但是卻是國內較早用3D打印來(lái)造橋的案例，非常有進(jìn)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(guò)去了三年多時(shí)間。
這座橋長(cháng)12米，在阿姆斯特丹外MX3D的一個(gè)工廠(chǎng)內進(jìn)行3D打印。這個(gè)項目最開(kāi)始的計劃是使用可移動(dòng)的機器人直接在運河上打印，但是由于擔心環(huán)境和行人干擾，最終選擇在工廠(chǎng)內打印，并運輸到運河上安裝的方式。

這座橋梁的造型獨特，流動(dòng)線(xiàn)條外觀(guān)是由3D打印技術(shù)完成的，將自動(dòng)化技術(shù)與焊接完美結合。能夠同時(shí)承載30個(gè)人在橋上行走。橋的設計是有機的，有很多曲線(xiàn)，并且橋梁的表面在施工后沒(méi)有進(jìn)行表面后處理，這意味著(zhù)3D打印鋼一層一層堆積成型的樣子是清晰可見(jiàn)的。橋面上鋪設了供人行走的面板。

以上就是全球10座3D打印橋，其中6座是在中國的案例，可見(jiàn)國內對于橋梁的熱衷。

采用3D打印技術(shù)來(lái)建造橋，有諸多的優(yōu)勢，當然也有不足之處，南極熊相信經(jīng)過(guò)技術(shù)的不斷成熟，3D打印造橋會(huì )成為更常見(jiàn)的手段。