重庆大学发挥学科优势科技助力冬奥会

2021-12-30 23:03:38来源：中国新闻网

中新网重庆12月30日电 (记者钟旖)北京冬奥会将于2022年2月4日开幕。记者30日从重庆大学获悉，该校充分发挥学科优势，牵头承担了“科技冬奥”重点专项中的“严寒山地地基处理及大面积高容量临时设施安全运维关键技术”“面向冬奥的京张高铁配套视觉全方案设计技术示范”“雪上项目场地环境要素影响评估与临场决策辅助支持系统”等多项课题和任务。

结构监测系统实时报警为临时设施“健康体检”

据介绍，北京冬奥会除速滑馆、冰立方等少量永久性场馆外，绝大部分的观赛、生活、医疗等赛事保障基础设施均以临时设施为主，包括观众看台、转播塔、桥架、LED大屏、厕所、临时用房等。为保障严寒、山地、强风条件下大规模临时设施的安全，重庆大学“科技冬奥”团队成员、土木工程学院教授刘纲研发了严寒山区复杂地形下大面积高容量临时设施安全运维监测系统。

“通过在临时设施上安装温度、湿度等环境传感器，以及振动、倾角、应变等结构响应传感器，实时监测临时看台的状态，可随时随刻对其进行‘健康体检’。”刘纲介绍，该团队在崇礼和延庆赛区共安装了30套设备，对临时设施安全进行监测。设备要等冬奥会和冬残奥会结束后才会拆除，期间所有的监测数据都会实时发给现场的运维人员，对临时设施架体进行及时维护。

图为固定和链接用的插销。　重庆大学供图

小插销带来大保障一张照片实现“全身体检”

冬奥会临时设施大多都建在脚手架上，所以每一个连接点的安全牢固就非常重要。脚手架上的每一个“关节”部位，都需要数片插销来实现“骨骼”的固定和链接。

仅在延庆赛区，这样的小插销就多达十万枚，若用人工检测，不太现实。重庆大学“科技冬奥”团队研发了一套设备，实现用无人机给整个赛场的脚手架做“体检”。仅拍一张照片，就能够检测出拍照范围内的插销是否安装到位。

在实验室检测现场，记者看到，每一片插销预先被涂上了特殊的反光材料，一旦有安装不到位的，就立马在显示屏中看到反馈，既节约了时间、人力，也最大程度地保证了临时设施的安全牢固。

关键专利技术保障临时设施安全运行

冬奥赛场需要在山区复杂坡地地形上建设大量高柔临时设施，对地基变形要求较高。针对严寒条件下冻土承载力受温度、荷载作用影响大等特点，重庆大学“科技冬奥”团队成员、土木工程学院教授杨忠平结合场地地基土特点和上部荷载作用特点，研发了适用于严寒山区大面积复杂结构荷载的抗冻融循环冻土地基快速处理专利技术。

所研发的新型桩，除了可显著提高承载力外，最大特点在于桩身深入冻土地层段采用隔离套设计，将中心承载钢管与周围冻土隔离，消除了地基土冻胀融沉的影响。其次，桩身采用螺旋叶片式设计，便于机械旋螺钻进施工，从而实现快速、弱扰动施工，单桩施工仅需十余分钟，还可反向旋拧回收再利用，切合绿色理念。

图为重庆大学“科技冬奥”团队查看相关设施。　重庆大学供图

风洞3D建模为运动员提供专属训练方案

重庆大学参与的“科技冬奥”专项课题，还针对雪场风环境开展研究，为运动员和教练员提供决策依据和支持。

据悉，影响运动员滑行的因素包括运动员体型、技战术，赛道条件、雪况、风速以及滑雪装备特性等。运动员在滑行过程中受到重力、空气升力和阻力、地面支撑力和摩阻力以及骨骼肌肉力等作用，其中空气阻力与运动员的姿势有很大的关系，从监测数据来看，赛场风速能达到20-30m/s以上，所以赛场环境风速的方向也会对运动员滑行产生很大影响。

重庆大学“科技冬奥”团队成员、土木工程学院副教授闫渤文等通过实地勘测和3D建模，建立了实用、高效、精确的高山滑雪运动员速降模型，可帮助运动员制定战术、技术、装备与体能综合个性化训练方案，达到提高比赛成绩的目的。(完)

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