威尼斯展會(huì)上展出兩座模塊化3D打印混凝土橋，由Vertico和Carsey3D生產(chǎn)

2025年8月12日，南極熊獲悉，威尼斯歐洲文化中心的“時(shí)間空間存在”展覽上展出一組研究人員和行業(yè)合作伙伴公布了一種新的 3D 打印混凝土橋梁設(shè)計(jì)。

項(xiàng)目由設(shè)計(jì)事務(wù)所Massive Form的創(chuàng)始人兼賓夕法尼亞大學(xué)多面體結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室主任Masoud Akbarzadeh 教授牽頭，與瑞士公司Sika Group合作，研究如何將計(jì)算幾何和機(jī)器人 3D 打印應(yīng)用于混凝土建筑，以提高效率、適應(yīng)性和可持續(xù)性。

3D打印結(jié)構(gòu)名為“Diamanti”，由九個(gè)預(yù)制混凝土段組成，每個(gè)段均采用西卡公司開發(fā)的雙組分水泥基混合料生產(chǎn)，并通過機(jī)械臂打印而成。每個(gè)段的幾何形狀包括空心部分和圖案化表面，在保持結(jié)構(gòu)完整性的同時(shí)降低了隱含碳排放。

橋梁各部分采用后張法組裝，采用八根未灌漿鋼纜，這種方法無需使用粘合劑和灌漿，使整座橋梁完全可拆卸和回收。

△人工智能生成的低碳3D打印Diamanti橋梁圖像。圖片來自Massive Form。

小說《迪亞曼蒂橋》

本項(xiàng)目迄今為止已建造了兩個(gè)版本的迪亞曼蒂橋。第一個(gè)是由荷蘭公司Vertico生產(chǎn)的2.5米原型橋，也是威尼斯展出的橋。第二個(gè)由法國公司Carsey3D建造，橋長10米，已在9米跨度下進(jìn)行了測試，證實(shí)了該系統(tǒng)可以擴(kuò)展并投入實(shí)際使用。

橋梁結(jié)構(gòu)邏輯由多面體圖解靜力學(xué) (PGS) 塑造，這是一種通過多面體框架映射壓縮力和拉伸力流動(dòng)的方法。這種方法產(chǎn)生的管片具有菱形抗碎裂表面，能夠提供剛度，更有效地分配載荷，并在不犧牲強(qiáng)度的情況下減少混凝土用量。

雖然展示模型的深度只有26厘米，但同樣的原理可以應(yīng)用于更長的跨度。模塊化設(shè)計(jì)旨在減少生產(chǎn)過程中的浪費(fèi)，簡化部件運(yùn)輸，并在橋梁達(dá)到使用壽命時(shí)輕松拆卸。

據(jù)設(shè)計(jì)邦 (Designboom) 報(bào)道，這座橋的建設(shè)匯集了多個(gè)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)。后張拉系統(tǒng)工程公司 AEVIA 提供了后張拉系統(tǒng)，紐約城市學(xué)院(CCNY) 和維拉諾瓦大學(xué)的研究人員進(jìn)行了獨(dú)立的結(jié)構(gòu)分析，法國混凝土工業(yè)研究中心(CERIB) 進(jìn)行了負(fù)載測試。

這些貢獻(xiàn)共同將 Diamanti 變成了低碳、可拆卸基礎(chǔ)設(shè)施的工作原型，將計(jì)算設(shè)計(jì)與新材料和增材制造聯(lián)系起來。

△威尼斯“時(shí)間、空間、存在”展覽上展出的2.5米模型。圖片由馬蘇德·阿克巴扎德教授提供。

3D打印橋梁在全球范圍內(nèi)擴(kuò)展

增材制造因其能夠提高材料效率、降低成本和縮短施工時(shí)間而廣泛應(yīng)用于世界各地的橋梁建設(shè)、高架橋和其他土木工程項(xiàng)目。

與此同時(shí)，上海機(jī)械化建設(shè)集團(tuán)有限公司與線材制造商Polymaker合作，在中國推出了一座15.25米長的3D打印人行天橋。該項(xiàng)目旨在展示無污染的建筑方法和“智能”技術(shù)的融合，體現(xiàn)了增材制造技術(shù)在公共基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的應(yīng)用。

在荷蘭，全球營養(yǎng)科學(xué)與材料公司帝斯曼 (DSM)參與建造了鹿特丹 Kralingse Bos 公園的一座3D 打印人行天橋，該天橋采用可回收材料。該裝置首次采用了纖維增強(qiáng)熱塑性塑料，拓展了橋梁建設(shè)的材料范圍。

巴黎在大型打印基礎(chǔ)設(shè)施方面也取得了進(jìn)展。由3D打印公司XtreeE組成的財(cái)團(tuán)贏得了一項(xiàng)合同，將用結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)和建造一座40米長的3D打印人行天橋，為2024年奧運(yùn)會(huì)做準(zhǔn)備。這表明，這項(xiàng)技術(shù)在備受矚目的城市項(xiàng)目中越來越受到認(rèn)可。