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  • 1 # 子興888

    背景技術:

    傳統建築業的機械化和自動化程度較低,其發展迫切需要轉型升級。隨著 3D列印技術的發展並逐漸成熟,該技術將給勞動力密集型的建築業帶來技術革新。建築3D列印技術具有機械化自動化程度高、一次成型、建築耗材和工藝損耗少等特點,是實現建築業轉型升級的一種重要手段,是解決建築高效、安全、數字化、自動化、智慧化建造的有效途徑,其研究已成為建築業的發展趨勢。

    橋樑工程3D列印與常規建築3D列印不同,其涉及到大跨度水平構件的建造,且要求具備高安全性,目前尚無正常運營的橋樑出現,僅存在少數實驗橋樑。目前的實驗3D列印橋樑存在如下不足:3D列印混凝土橋樑需嚴格設計成全受壓構件,已有的3D列印橋樑難以達到全受壓的條件,無法估計橋樑的耐久性,且橋樑的安全性得不到保障。


    技術實現要素:

    針對現有3D列印橋樑存在的上述問題,本實用新型提供了一種3D列印橋樑,能夠對混凝土頂拱的耐久性、位移、應變、溫度等進行長期監測,並能充分利用混凝土的抗壓效能,而且具有高安全性的優點,既能作為實驗性橋樑採集各種實驗資料,又能投入實際運營。

    為解決以上技術問題,本實用新型包括如下技術方案:

    一種3D列印橋樑,包括:

    組合式基礎,包括兩個間隔設定的橋樑基礎,以及透過基礎連線件與所述橋樑基礎連線的橋臺,所述橋臺包括貫通的內腔體;

    鋼筋混凝土底拱,兩端分別支撐於兩個所述橋臺上,包括底模、設定在所述底模上的混凝土底拱圈,以及固結在所述混凝土底拱圈內的鋼筋骨架;

    混凝土頂拱,位於所述鋼筋混凝土底拱的上方,且兩端分別支撐於兩個所述橋臺上,包括混凝土下拱圈、混凝土上拱圈,以及位於所述混凝土下拱圈、混凝土上拱圈之間的純受壓混凝土拱圈;以及,

    長期效能監測感測器元件,包括混凝土試塊、溫度感測器、應變感測器、位移感測器;所述混凝土試塊位於所述橋臺的內腔體中,所述混凝土試塊與所述混凝土頂拱材料相同且同條件列印;所述溫度感測器、應變感測器設置於所述底模的底部;所述位移感測器設置於所述混凝土下拱圈的頂面上以及所述混凝土上拱圈的頂面上。

    優選為,所述長期效能監測感測器元件還包括設置於所述純受壓混凝土拱圈內的腐蝕感測器。

    優選為,所述橋臺的橫斷面為三角形,所述鋼筋混凝土底拱和混凝土頂拱的兩端垂直支撐於所述橋臺的側面上。

    優選為,所述底模採用混凝土構件,所述鋼筋骨架固定在所述底模上。

    優選為,所述基礎連線件包括預埋在所述橋樑基礎中的預埋鋼筋和設置於所述橋臺中的鋼筋套筒。

    優選為,所述純受壓混凝土拱圈為桁架式混凝土構件結構。

    本實用新型由於採用以上技術方案,使之與現有技術相比,具有以下的優點和積極效果:

    (1)本實用新型提供的3D列印橋樑的混凝土頂拱包括混凝土下拱圈、混凝土上拱圈和純受壓混凝土拱圈,純受壓混凝土拱圈能夠將來自混凝土上拱圈的作用力轉化為純壓力,然後傳遞至混凝土下拱圈,更能充分利用混凝土的抗壓效能,另外,純受壓混凝土拱圈採用桁架式混凝土構件,在增加了混凝土頂拱的厚度的同時僅增加了少量的重量,也使得混凝土頂拱具有質輕、抗壓性強的優點;

    (2)設定長期效能監測感測器元件,能夠對混凝土頂拱的耐久性、位移、應變、腐蝕性、溫度等進行長期監測,從而為3D列印橋樑的安全運營提供保障;

    (3)設定鋼筋混凝土底拱,既能實現對混凝土頂拱效能的監測目的,同時又增加了3D列印橋樑的安全性,使本實用新型提供的3D列印橋樑既能作為實驗性3D列印橋樑採集各種實驗資料,又能使其投入實際運營中。

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