◎科技日報記者 雍黎 實習生 單倩瀾
“咚咚咚”，就在重慶大學搭建的冬奧會模拟看台上，突然8位男士一起跳了起來，現場的安全運維監測系統立刻響起了告警聲；臨時設施腳手架插銷是否按照到位，無人機一掃就知道……12月30日，冬奧會倒計時36天，記者走進重慶大學結構實驗室，揭秘重慶大學“科技冬奧”團隊為冬奧會大量的臨時設施安全保駕護航的“黑科技”。
視訊制作：科技日報記者 雍黎 實習生 單倩瀾 周玟玟
小插銷關系大安全 無人機一掃便知
北京冬奧會中，除速滑館、冰立方等少量永久性場館外，包括觀衆看台、轉播塔、橋架、LED大屏、廁所、臨時用房等賽事保障基礎設施均為臨時設施，而且都是處于嚴寒、山地、強風條件下，確定設施安全是重中之重。
在現場，一架無人機盤旋着，圍繞臨時設施飛一圈，腳手架關鍵部位的插銷是否安裝到位已經一目了然。
重慶大學“科技冬奧”團隊研究人員在檢查架體類臨時設施上的監測儀器。雍黎/圖
冬奧會架體類臨時設施關鍵部位由插銷來實作固定和連接配接，确定插銷是否安裝到位是确定安全的基礎，僅僅在延慶賽區，這樣的小插銷就多達十萬枚，這麼多插銷如果靠人工檢測既費時準确率又難保證。
對此，土木工程學院研制出的一套基于無人機快速檢測的裝置，随着無人機的飛行可以對整個腳手架進行快速掃描。由于每一片插銷預先被塗上了特有的反光材料，一旦有安裝不到位的情況，就能夠被無人機識别，立刻在顯示屏中看到回報。這樣，既節約了時間、人力，也最大限度地保證臨時設施的安全牢固。
實時監測系統 把脈臨時設施“健康”狀況
在冬奧會進行期間，臨時設施的安全如何掌握？“我們研發了嚴寒山區複雜地形下大面積高容量臨時設施安全運維監測系統。”重慶大學“科技冬奧”團隊成員、土木工程學院劉綱教授介紹，通過在臨時設施上安裝溫度、濕度等環境傳感器，以及振動、傾角、應變等結構響應傳感器，實時監測臨時看台的狀态，随時對其進行“健康體檢”。
“正常走動是不會觸發報警的，像這樣幾個人一起跳動才能報警。”重慶大學土木工程學院副教授孫瑞介紹，這套系統能夠精準地分辨臨時設施遇到的各種狀況。團隊在張家口和延慶賽區，一共安裝了30套裝置對臨時設施安全進行監測，裝置要等冬奧會和冬殘奧會結束後才會拆除，其間所有的監測資料都會實時發給現場的運維人員，對臨時設施架體進行及時維護。
重慶大學研發的嚴寒山區複雜地形下大面積高容量臨時設施安全運維監測系統。雍黎/圖
快速處理技術 賽場地基變形可及時維護
“冬奧會舉行的地方氣候嚴寒，凍土深度可達0.85米以上，地基受溫度變化很有可能出現滑坡、塌陷等地基變形情況。”土木工程學院楊忠平教授介紹，冬奧賽場需要在山區複雜坡地地形上建設大量大面積、高容量的高柔臨時構築物，如臨時看台、臨時轉播塔、臨時用房等，如果出現地基變形怎樣確定建築物的安全，他們研發的快速處理技術就能派上用場。
據了解，結合場地地基土特點和上部荷載作用特點，重慶大學“科技冬奧”團隊研發了适用于嚴寒山區大面積複雜結構荷載的抗凍融循環凍土地基快速處理專利技術。所研發的新型樁除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計，将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。特别是樁身采用螺旋葉片式設計，便于機械旋螺鑽進施工，進而到達實作快速、弱擾動施工，單樁施工僅需十餘分鐘，而且可以反向旋擰回收再利用。這項技術具有消除凍土影響、施工高效、綠色可回收等特點，可作為保障臨時設施安全運作的地基處置措施，也可作為應急處置措施。
重慶大學冬奧團隊研究人員介紹抗凍融循環凍土地基快速處理專利技術。雍黎/圖
“我們發揮學科優勢，為冬奧會做出‘重大’貢獻。”重慶大學“科技冬奧”團隊負責人楊慶山教授表示，重慶大學此次牽頭承擔了“科技冬奧”重點專項中的多項課題和任務，除了冬奧會臨時設施安全，還承擔了“面向冬奧的京張高鐵配套視覺全方案設計技術示範”“雪上項目場地環境要素影響評估與臨場決策輔助支援系統”等項目，為我國雪上運動運動員和教練員提供科學分析和決策依據，彰顯奧運精神、中國文化。
來源：科技日報 文中圖檔由科技日報記者 雍黎 攝
編輯：王宇
稽核：朱麗
終審：劉海英