助滑、起跳、騰空、落地、滑行,冬奧會競技型雪上項目具有極強的觀賞性,在人工剖面賽道場館舉辦的這類冬奧會項目,其比賽精彩程度、運動員成績都與賽道的建造精度密切相關(guān)。
如何保障國家跳臺滑雪中心“雪如意”、首鋼滑雪大跳臺“雪飛天”等賽道場館的精細(xì)建造?清華大學(xué)建筑設(shè)計研究院牽頭承擔(dān)國家重點研發(fā)計劃“科技冬奧”重點專項“競技型人工剖面賽道精細(xì)建造技術(shù)研究”課題,與其他參與單位組成科研團(tuán)隊,在賽道設(shè)計、施工、運維全周期過程中展開科研攻關(guān),將賽道建造精度推進(jìn)至厘米級。
數(shù)字化技術(shù)助力我國跳臺賽道達(dá)到奧運比賽標(biāo)準(zhǔn)
“此前,我國并不掌握符合奧運標(biāo)準(zhǔn)的跳臺賽道設(shè)計與建造技術(shù),此次通過無人機航測、BIM(建筑信息模型)、VR(虛擬現(xiàn)實)等數(shù)字化技術(shù),對場館所處的復(fù)雜山地環(huán)境、賽道曲面進(jìn)行數(shù)字建模,并在賽道選址、設(shè)計、施工過程中實時模擬分析與指導(dǎo),有效幫助我國首次完成符合奧運比賽標(biāo)準(zhǔn)的跳臺賽道設(shè)計與建造?!闭n題負(fù)責(zé)人、清華大學(xué)建筑設(shè)計研究院教授級高工張銘琦在接受科技日報記者采訪時說。
在賽道建造過程中,科研團(tuán)隊對復(fù)雜節(jié)點等重點難點部位,通過數(shù)字模型立體化展示進(jìn)行技術(shù)交底,保證施工前的預(yù)控和施工后的檢驗;對工程中的復(fù)雜工序,運用數(shù)字仿真模擬技術(shù),將施工工序及施工方法在計算機中事先進(jìn)行演示,確保施工技術(shù)的可行性、正確性;對施工過程中的運維管理,通過云平臺系統(tǒng)實現(xiàn)過程的可視化與精準(zhǔn)化,從而大大提高施工精度與效率。
首鋼滑雪大跳臺與國家跳臺滑雪中心賽道分別于2019年年底與2020年年底順利通過國際雪聯(lián)的認(rèn)證,并在2021年初和年末成功接受“相約北京”系列測試活動與測試賽的檢驗。國際雪聯(lián)北歐兩項競賽主任拉瑟奧特森先生稱贊國家跳臺滑雪中心是最令其“印象深刻并為之贊嘆”的跳臺場館。
在新冠疫情暴發(fā)初期,我國跳臺運動員無法出國訓(xùn)練。因為冬奧場館賽道的成功示范,科研團(tuán)隊臨危受命,為設(shè)計建設(shè)中的淶源國家跳臺滑雪訓(xùn)練科研基地提供數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用。僅用時307天,科研團(tuán)隊便為我國運動員的備戰(zhàn)訓(xùn)練提供了符合奧運比賽標(biāo)準(zhǔn)的賽道設(shè)施,結(jié)束了國家隊跳臺以往必須出國訓(xùn)練的歷史。
智能檢測裝備為賽道精度控制提供科學(xué)依據(jù)
除運用數(shù)字化技術(shù)指導(dǎo)施工,科研團(tuán)隊研發(fā)了多種針對賽道的檢測與監(jiān)測技術(shù),為賽道精度控制提供科學(xué)依據(jù)。
“人工剖面賽道常以人工結(jié)構(gòu)支架支撐基準(zhǔn)面后再加堆雪完成,因此基準(zhǔn)面表面的平整性對于賽道的建造精度和運動員高水平發(fā)揮具有重要意義。”張銘琦介紹,課題參與單位河北工程大學(xué)團(tuán)隊研發(fā)了具有鋪層表面平整度智能分析評定功能的智能檢測車,可在10分鐘內(nèi)完成首鋼滑雪大跳臺賽道的檢測,檢測精度達(dá)到毫米級。在國家跳臺滑雪中心、淶源國家跳臺滑雪訓(xùn)練科研基地,智能檢測車同樣成功完成了與賽道相關(guān)的指標(biāo)檢測。
賽時,跳臺助滑道的表面材料為冰,課題參與單位沈陽建筑大學(xué)團(tuán)隊針對冰材料特性,分析冰雪混合物的最佳配比,在特定溫度下研發(fā)摩擦力相對較小的冰以及冰面溫度位移智能監(jiān)控系統(tǒng),對助滑道的整體使用情況進(jìn)行實時監(jiān)測,溫度監(jiān)測精度為0.1℃,位移監(jiān)測精度為毫米級?!氨O(jiān)測數(shù)據(jù)可為運動員制定競技策略以提升運動成績提供依據(jù),也可為助滑道冰面維護(hù)提供數(shù)據(jù)支持?!睆堛戠嬖V記者,該技術(shù)被用于淶源國家跳臺滑雪訓(xùn)練科研基地,有效保障了國家隊運動員的備戰(zhàn)訓(xùn)練。