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混凝土3D打印是一種將水泥基復(fù)合材料逐層堆疊的新型增材制造技術(shù)，因其無模化、自動(dòng)化、快速化和靈活化的建造優(yōu)勢(shì)在建筑、橋梁、基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域迅速興起，并表現(xiàn)出巨大發(fā)展?jié)摿?3D打印是無模快速建造過程，可以在沒有模板支撐的前提下，自由靈活的快速建造異型混凝土結(jié)構(gòu)和建筑。 3D打印趙州橋建成于河北工業(yè)大學(xué)北辰校區(qū)熙湖東側(cè)河道上，橋長(zhǎng)28.10米，單拱跨度18.04米，橋?qū)?.20米。 3D打印趙州橋參照市政橋梁相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì),為單跨雙腹拱結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)主拱設(shè)計(jì)為無鉸拱，腹拱為三絞拱，拱上建筑與主拱進(jìn)行結(jié)構(gòu)剛度分離,優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果。結(jié)構(gòu)安全性系數(shù)采用1.1,設(shè)計(jì)荷載為人群荷載4.2kPa，永久作用有：自重、徐變、裝配式構(gòu)件殘余收縮、基礎(chǔ)水平和豎向變位等，設(shè)計(jì)考慮的可變作用有風(fēng)力、流水壓力、溫度力，設(shè)計(jì)過程同時(shí)考慮的偶然作用有地震力；承載能力按照承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行檢算，裂縫及變形按照正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行檢算，檢算過程各項(xiàng)荷載以《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》為框架，同時(shí)根據(jù)3D打印實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整荷載分項(xiàng)系數(shù)、組合系數(shù)等計(jì)算參數(shù)以保證結(jié)構(gòu)安全性質(zhì)。橋梁設(shè)計(jì)過程采用橋博與MIDAS CIVIL,檢算過程采用MIDAS CIVIL,有限元縫隙通過板梁?jiǎn)卧M(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用實(shí)體單元進(jìn)行連接位置等的細(xì)部?jī)?yōu)化。設(shè)計(jì)同樣進(jìn)行了施工階段計(jì)算和吊裝過程動(dòng)態(tài)計(jì)算，為保證施工工程安全和吊裝后構(gòu)件的可靠性，施工階段對(duì)結(jié)構(gòu)裂縫要求提升至0.2 mm。經(jīng)檢算各施工階段和成橋后各階段鋼筋拉壓應(yīng)力及混凝土壓應(yīng)力滿足要求，結(jié)構(gòu)變形及裂縫滿足要求。   新材料： 3D打印大尺寸結(jié)構(gòu)構(gòu)件對(duì)水泥基膠凝材料的早強(qiáng)快凝等具有更為嚴(yán)格的要求，同時(shí)需要早期水化放熱低以及后期的低收縮。為了解決此技術(shù)難題，3D打印趙州橋項(xiàng)目精選白色高貝利特硫鋁酸鹽水泥、石英砂、石英粉以及玄武巖纖維等，通過不斷優(yōu)化材料的配合比，制備而成特種水泥基 3D打印復(fù)合材料。該材料,3 天單軸抗壓強(qiáng)度 48~52 MPa，3 天水化放熱 220J/g，92 天收縮值 4?。特別地，該材料絕大比例的原材料為白色，很好的提升了打印結(jié)構(gòu)的外觀美觀度。 新裝備： 為了滿足主拱打印的尺寸需求，研發(fā)了大型滑軌式機(jī)械臂 3D 打印機(jī)，機(jī)械臂臂展 3.3m，滑軌長(zhǎng)度 6.0m，可一次性打印成型長(zhǎng)度 11m 左右的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，運(yùn)動(dòng)精度 0.1mm。材料的輸送為壓力泵輸送，管徑 30mm，長(zhǎng)度 12m，可實(shí)現(xiàn)打印過程中的連續(xù)和持續(xù)供料。同時(shí)軟件部分，打印過程中的路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)，為本課題組自主設(shè)計(jì)的一筆成型路徑規(guī)劃算法，提高了打印的效率，減少了大尺寸結(jié)構(gòu)打印過程中斷點(diǎn)數(shù)量，保證了結(jié)構(gòu)的連續(xù)性。新技術(shù)： 天津市地基承載力較弱，對(duì)拱橋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性影響較大。因此，使用了內(nèi)嵌式傳感器系統(tǒng)和云平臺(tái)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和傳輸拱腳的位移、預(yù)應(yīng)力損失、拱頂?shù)膿隙鹊葮蛄旱慕】禒顟B(tài)。同時(shí)使用了北斗，用于監(jiān)測(cè)兩側(cè)橋臺(tái)的不均勻沉降等信息，建立了橋梁監(jiān)測(cè)的三維可視化管理平臺(tái)。

1 成果簡(jiǎn)介電網(wǎng)覆冰給我國(guó)電力行業(yè)與社會(huì)帶來了巨大損失，如何解決因絕緣子覆冰所帶來的絕緣閃絡(luò)問題是一個(gè)技術(shù)難題，清華大學(xué)利用半導(dǎo)體激光研制的便攜式半導(dǎo)體激光融冰專利技術(shù)可實(shí)現(xiàn)帶電非接觸除冰。 圖 1 便攜式激光除冰裝置                  圖 2 現(xiàn)場(chǎng)除冰圖 3 透鏡外形 產(chǎn)品參數(shù)：激光器功率 250W波長(zhǎng) 980nm作業(yè)距離 20m-40m總重量 60kg產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：遠(yuǎn)距離非接觸式清除覆冰電光轉(zhuǎn)換效率高重量輕，體積小模塊式，易攜帶項(xiàng)目特點(diǎn)：世界第一臺(tái)便攜式激光融冰裝置、擁有相關(guān)專利便攜式、非接觸式操作、帶電作業(yè)適用于絕緣子和重要設(shè)備融冰作業(yè)2 應(yīng)用說明可應(yīng)用于重要電力設(shè)備的帶電融冰作業(yè)和高壓輸電回路的絕緣子帶電融冰作業(yè)。3 效益分析4 合作方式商談。5 所屬行業(yè)領(lǐng)域先進(jìn)制造。

1 成果簡(jiǎn)介電網(wǎng)覆冰給我國(guó)電力行業(yè)與社會(huì)帶來了巨大損失，如何解決因絕緣子覆冰所帶來的絕緣閃絡(luò)問題是一個(gè)技術(shù)難題，清華大學(xué)利用半導(dǎo)體激光研制的便攜式半導(dǎo)體激光融冰專利技術(shù)可實(shí)現(xiàn)帶電非接觸除冰。  圖 1 便攜式激光除冰裝置                  圖 2 現(xiàn)場(chǎng)除冰  圖 3 透鏡外形 產(chǎn)品參數(shù)：激光器功率 250W波長(zhǎng) 980nm作業(yè)距離 20m-40m總重量 60kg產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：遠(yuǎn)距離非接觸式清除覆冰電光轉(zhuǎn)換效率高重量輕，體積小模塊式，易攜帶項(xiàng)目特點(diǎn)：世界第一臺(tái)便攜式激光融冰裝置、擁有相關(guān)專利便攜式、非接觸式操作、帶電作業(yè)適用于絕緣子和重要設(shè)備融冰作業(yè)2 應(yīng)用說明可應(yīng)用于重要電力設(shè)備的帶電融冰作業(yè)和高壓輸電回路的絕緣子帶電融冰作業(yè)。 3 效益分析4 合作方式商談。5 所屬行業(yè)領(lǐng)域先進(jìn)制造。

本控制器采用高性能32位ARM9為核心，8吋TFT觸摸屏顯示，編程方便易懂，無需專門數(shù)控G指令培訓(xùn)即能操作。驅(qū)動(dòng)裝置采用細(xì)分步進(jìn)電機(jī)或交流伺服電機(jī)，形成銑床的開環(huán)或半閉環(huán)控制，也可配置光柵尺后形成全閉環(huán)高精度控制。 本控制器具有X、Y、Z三軸控制， X、Y可同時(shí)控制兩個(gè)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位、直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)等操作，觸摸式人機(jī)界面使參數(shù)設(shè)置、加工編程、狀態(tài)顯示變得更加簡(jiǎn)明、快捷、清晰。

在 研 究 過 程 中 獲 取 適 合 該 類 車 型 的 典 型 路 面 載 荷 譜 ； 對(duì) 樣 機(jī) 及 對(duì) 標(biāo) 車 按 照GB/T4970-2009 規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行平順性試驗(yàn)及評(píng)價(jià)；對(duì)樣機(jī)進(jìn)行平順性仿真分析（仿真中用的路面激勵(lì)譜為試驗(yàn)采集的相關(guān)數(shù)據(jù)和仿真路譜兩種形式），并根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行平順性評(píng)價(jià)，形成該型車輛的整車平順性仿真分析規(guī)范文件；提出經(jīng)濟(jì)的、有效的整車平順性改善措施并實(shí)施驗(yàn)證；提交樣機(jī)特定車速下（如 50km/h，參考前期測(cè)試結(jié)果）轉(zhuǎn)向盤抖振的試驗(yàn)、分析與改進(jìn)研究報(bào)告，提出控制該車

電磁式直線位移伺服調(diào)節(jié)器由直線運(yùn)動(dòng)電磁執(zhí)行器和直線位移調(diào)節(jié)數(shù) 字控制器兩部分組成；為滿足直線運(yùn)動(dòng)電磁執(zhí)行器的凈推力/拉力大、 復(fù)位響應(yīng)速度快、頻響寬、連續(xù)運(yùn)動(dòng)的平滑性好等要求，在螺旋管電磁 線圈、氣隙形式、執(zhí)行器定子磁輯及動(dòng)子結(jié)構(gòu)、復(fù)位彈簧等方面進(jìn)行特 殊和精密設(shè)計(jì)分析；伺服控制器釆用綜合性能優(yōu)異的DSP實(shí)施智能控制策 略，配合精密傳感器的信息采集和處理，使得控制器輸出到直線運(yùn)動(dòng)電 磁執(zhí)行器的PWM調(diào)節(jié)脈沖精度高、控制周期短，電磁執(zhí)行器最終輸出與