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3D打印桥梁的前期工作与主拱圈施工解析

更新时间: 2024-10-25 17:06:44  查看次数: 28    
3D打印刚开始的时候,先重新调整了混凝土的配比,为的是能适应上海当地的气候,让混凝土材料有这些特性:能被泵输送,流动性好,能被挤出来,挤出来后有不错的可塑性,还能很快凝固变硬,有比较高的早期强度,不会塌掉,而且通过前面说的材料实验也证明了材料的强度、弹性模量能达到设计要求。
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按照第三章第一节的模块化设计,针对主拱圈砌块、栏板和桥面板这三种模块,分别建立三维模型。根据三维模型,按照打印层的厚度一层一层切片,然后根据每个切片来设置机械臂的行走路径,这个路径得是连贯的,作为机械臂固定的行走轨道。打印的时候用计算机来控制。这样就能基本不用人操作了,人只要在打印前把原材料放进去,在打印中途中断的时候检查一下故障就行。从这次桥梁的打印效果来看,机械臂基本上能保证施工精度和质量,预制块的报废率控制在5%以内。
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砌块预制好之后,放在厂房里养护,等桥梁施工的时候,用叉车运到现场吊装。这座桥是先打印主拱圈,再打印桥栏板和桥面板,所以主拱圈的养护时间基本都超过一个月了。不过通过实验发现,3D打印混凝土2小时抗压强度是10到20MPa,3天抗压强度是40到50MPa,28天抗压强度是50到60MPa,所以3D打印混凝土在打印当天施工是可以的,但考虑到混凝土收缩徐变对拱圈变形的影响,还是要求主拱圈达到28天强度后再施工。施工前,先把桥台混凝土凿毛,在桥台上布置横向支撑角钢。这个支撑角钢长38.9厘米,高26.7厘米,还带肋,底板和肋板上有掏空。横向支撑角钢沿着桥的横向布置,它有三个作用。第一是在施工期间对纵向角钢起临时支撑作用。第二是对纵向角钢的布置起定位作用。第三是作为后面要浇的三角形混凝土的骨架和模板。桥台的支承面和拱轴线方向垂直,在施工桥台的时候,在这个支承面上设置了2厘米厚的预埋钢板,和原基础的钢筋笼连接,钢板上布置预埋件,预埋件插进第一块3D打印混凝土砌块里,再通过后面浇混凝土让基础和主拱圈固定在一起,这样就能保证无铰拱的假设成立。