中新網(wǎng)重慶12月30日電 (記者 鐘旖)北京冬奧會將于2022年2月4日開幕。記者30日從重慶大學(xué)獲悉，該校充分發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢，牽頭承擔(dān)了“科技冬奧”重點專項中的“嚴(yán)寒山地地基處理及大面積高容量臨時設(shè)施安全運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)”“面向冬奧的京張高鐵配套視覺全方案設(shè)計技術(shù)示范”“雪上項目場地環(huán)境要素影響評估與臨場決策輔助支持系統(tǒng)”等多項課題和任務(wù)。
結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)實時報警 為臨時設(shè)施“健康體檢”
據(jù)介紹，北京冬奧會除速滑館、冰立方等少量永久性場館外，絕大部分的觀賽、生活、醫(yī)療等賽事保障基礎(chǔ)設(shè)施均以臨時設(shè)施為主，包括觀眾看臺、轉(zhuǎn)播塔、橋架、LED大屏、廁所、臨時用房等。為保障嚴(yán)寒、山地、強(qiáng)風(fēng)條件下大規(guī)模臨時設(shè)施的安全，重慶大學(xué)“科技冬奧”團(tuán)隊成員、土木工程學(xué)院教授劉綱研發(fā)了嚴(yán)寒山區(qū)復(fù)雜地形下大面積高容量臨時設(shè)施安全運(yùn)維監(jiān)測系統(tǒng)。
“通過在臨時設(shè)施上安裝溫度、濕度等環(huán)境傳感器，以及振動、傾角、應(yīng)變等結(jié)構(gòu)響應(yīng)傳感器，實時監(jiān)測臨時看臺的狀態(tài)，可隨時隨刻對其進(jìn)行‘健康體檢’。”劉綱介紹，該團(tuán)隊在崇禮和延慶賽區(qū)共安裝了30套設(shè)備，對臨時設(shè)施安全進(jìn)行監(jiān)測。設(shè)備要等冬奧會和冬殘奧會結(jié)束后才會拆除，期間所有的監(jiān)測數(shù)據(jù)都會實時發(fā)給現(xiàn)場的運(yùn)維人員，對臨時設(shè)施架體進(jìn)行及時維護(hù)。
圖為固定和鏈接用的插銷?！≈貞c大學(xué)供圖小插銷帶來大保障 一張照片實現(xiàn)“全身體檢”
冬奧會臨時設(shè)施大多都建在腳手架上，所以每一個連接點的安全牢固就非常重要。腳手架上的每一個“關(guān)節(jié)”部位，都需要數(shù)片插銷來實現(xiàn)“骨骼”的固定和鏈接。
僅在延慶賽區(qū)，這樣的小插銷就多達(dá)十萬枚，若用人工檢測，不太現(xiàn)實。重慶大學(xué)“科技冬奧”團(tuán)隊研發(fā)了一套設(shè)備，實現(xiàn)用無人機(jī)給整個賽場的腳手架做“體檢”。僅拍一張照片，就能夠檢測出拍照范圍內(nèi)的插銷是否安裝到位。
在實驗室檢測現(xiàn)場，記者看到，每一片插銷預(yù)先被涂上了特殊的反光材料，一旦有安裝不到位的，就立馬在顯示屏中看到反饋，既節(jié)約了時間、人力，也最大程度地保證了臨時設(shè)施的安全牢固。
關(guān)鍵專利技術(shù) 保障臨時設(shè)施安全運(yùn)行
冬奧賽場需要在山區(qū)復(fù)雜坡地地形上建設(shè)大量高柔臨時設(shè)施，對地基變形要求較高。針對嚴(yán)寒條件下凍土承載力受溫度、荷載作用影響大等特點，重慶大學(xué)“科技冬奧”團(tuán)隊成員、土木工程學(xué)院教授楊忠平結(jié)合場地地基土特點和上部荷載作用特點，研發(fā)了適用于嚴(yán)寒山區(qū)大面積復(fù)雜結(jié)構(gòu)荷載的抗凍融循環(huán)凍土地基快速處理專利技術(shù)。
所研發(fā)的新型樁，除了可顯著提高承載力外，最大特點在于樁身深入凍土地層段采用隔離套設(shè)計，將中心承載鋼管與周圍凍土隔離，消除了地基土凍脹融沉的影響。其次，樁身采用螺旋葉片式設(shè)計，便于機(jī)械旋螺鉆進(jìn)施工，從而實現(xiàn)快速、弱擾動施工，單樁施工僅需十余分鐘，還可反向旋擰回收再利用，切合綠色理念。
圖為重慶大學(xué)“科技冬奧”團(tuán)隊查看相關(guān)設(shè)施。 重慶大學(xué)供圖風(fēng)洞3D建模 為運(yùn)動員提供專屬訓(xùn)練方案
重慶大學(xué)參與的“科技冬奧”專項課題，還針對雪場風(fēng)環(huán)境開展研究，為運(yùn)動員和教練員提供決策依據(jù)和支持。
據(jù)悉，影響運(yùn)動員滑行的因素包括運(yùn)動員體型、技戰(zhàn)術(shù)，賽道條件、雪況、風(fēng)速以及滑雪裝備特性等。運(yùn)動員在滑行過程中受到重力、空氣升力和阻力、地面支撐力和摩阻力以及骨骼肌肉力等作用，其中空氣阻力與運(yùn)動員的姿勢有很大的關(guān)系，從監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，賽場風(fēng)速能達(dá)到20-30m/s以上，所以賽場環(huán)境風(fēng)速的方向也會對運(yùn)動員滑行產(chǎn)生很大影響。
重慶大學(xué)“科技冬奧”團(tuán)隊成員、土木工程學(xué)院副教授閆渤文等通過實地勘測和3D建模，建立了實用、高效、精確的高山滑雪運(yùn)動員速降模型，可幫助運(yùn)動員制定戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)、裝備與體能綜合個性化訓(xùn)練方案，達(dá)到提高比賽成績的目的。(完)