3D 打印混凝土的研究现状以及装配式桥梁的应用现状开始说起，对 3D 打印混凝土的工艺类型、增韧方式做了总结，分析了目前装配式桥梁上下部结构的连接方式、适用类型以及施工工艺等等。还分析了赵州桥的结构和构造、桥梁美学特点。之后对仿古赵州桥的总体结构优化、构件成型优化进行了研究，对施工关键步骤进行了论证。最后对成桥状态的总体可靠性、横向连接的总体可靠性进行了分析。装配式 3D 打印赵州桥的结构设计利用有限元分析软件、预应力技术等现代手段，弥补了原来设计的不足，实现了赵州桥设计精髓和现代先进技术的紧密结合。采用自主设计的特种 3D 打印水泥基复合材料来制作拱桥的组成构件，可以实现材料的功能化、结构的智能化。把 BIM 技术应用到施工组织设计中，对现场施工指导以及施工安全性的保障有重大意义。通过基于物联网和云平台技术的智能监测系统实现了桥梁结构状况的实时监测，内嵌式传感器智能结构不仅能够保证桥梁及时维修，还能为后续装配式 3D 打印桥梁的研究提供宝贵资料。

空心板梁桥是用横向预应力连接的，预应力设计在横隔板的位置，设计的张拉值一般是以横隔板下缘没有拉应力为基准。目前没有找到研究装配式实心板拱桥横向预应力设计的文献，所以需要根据摩擦抗剪理论，来确定主拱横向预应力的设计值。桥梁湿接缝连接的摩擦抗剪理论认为，横向连接铰接缝通过剪力在各片梁或者拱之间传递桥面非均布荷载。通过对国内外采用铰接缝横向连接的板梁桥使用状态的跟踪发现，由于设计、施工、使用过程中的各种原因，这类连接普遍存在铰接缝破坏的情况，会导致桥梁的横向分布系数改变，横向传力减弱甚至失效，出现单板受力的情况。横向预应力连接通过在桥横向施加预加力，可以有效增强铰缝剪力的传递，桥梁使用过程中裂缝扩展比较少，能够有效保证横向连接的耐久性与安全性。

用 MIDAS/FEA 建立全桥模型，横向接缝采用接缝混凝土单元，主拱、腹拱、侧墙、栏杆基础、拱上填料采用实体单元，主拱钢筋采用钢筋单元，对横向接触位置定义接触面，摩擦系数采用 0.6。用集中力模拟横向预应力，在只计算移动荷载的情况下，统计不同预应力数值下各拱圈跨中挠度值，当各拱圈跨中挠度趋近的时候，就说明横向预应力满足设计要求。横向布载的时候，考虑到侧墙及栏杆基础已经形成偏载，所以不利布载位置在靠近栏杆基础位置的拱圈相接处，荷载采用最大人行荷载 5 千牛，纵桥向布置范围是满跨布置。利用空间有限元软件 Midas/Civil2017 建立了全桥梁单元有限元模型，对结构在不同荷载组合下的承载能力极限状态和正常使用极限状态进行分析。计算结果表明各主拱的承载力、变形都能满足设计要求。通过 Midas/FEA3.7 对全桥采用实体单元进行模拟，进行横向预应力设计值计算，给出了基于摩擦抗剪的预应力设计值。