科研团队|冬奥会人工剖面赛道建造精度实现厘米级

◎采访人员何亮
助滑、起跳、腾空、落地、滑行，冬奥会竞技型雪上项目具有极强的观赏性，在人工剖面赛道场馆举办的这类冬奥会项目，其比赛精彩程度、运动员成绩都与赛道的建造精度密切相关。
【科研团队|冬奥会人工剖面赛道建造精度实现厘米级】如何保障国家跳台滑雪中心“雪如意”、首钢滑雪大跳台“雪飞天”等赛道场馆的精细建造？清华大学建筑设计研究院牵头承担国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项“竞技型人工剖面赛道精细建造技术研究”课题，与其他参与单位组成科研团队，在赛道设计、施工、运维全周期过程中展开科研攻关，将赛道建造精度推进至厘米级。
数字化技术助力我国跳台赛道达到奥运比赛标准
“此前，我国并不掌握符合奥运标准的跳台赛道设计与建造技术，此次通过无人机航测、BIM（建筑信息模型）、VR（虚拟现实）等数字化技术，对场馆所处的复杂山地环境、赛道曲面进行数字建模，并在赛道选址、设计、施工过程中实时模拟分析与指导，有效帮助我国首次完成符合奥运比赛标准的跳台赛道设计与建造。 ”课题负责人、清华大学建筑设计研究院教授级高工张铭琦在接受科技日报采访人员采访时说。
在赛道建造过程中，科研团队对复杂节点等重点难点部位，通过数字模型立体化展示进行技术交底，保证施工前的预控和施工后的检验；对工程中的复杂工序，运用数字仿真模拟技术，将施工工序及施工方法在计算机中事先进行演示，确保施工技术的可行性、正确性；对施工过程中的运维管理，通过云平台系统实现过程的可视化与精准化，从而大大提高施工精度与效率。
首钢滑雪大跳台与国家跳台滑雪中心赛道分别于2019年年底与2020年年底顺利通过国际雪联的认证，并在2021年初和年末成功接受“相约北京”系列测试活动与测试赛的检验。国际雪联北欧两项竞赛主任拉瑟奥特森先生称赞国家跳台滑雪中心是最令其“印象深刻并为之赞叹”的跳台场馆。
在新冠疫情暴发初期，我国跳台运动员无法出国训练。因为冬奥场馆赛道的成功示范，科研团队临危受命，为设计建设中的涞源国家跳台滑雪训练科研基地提供数字化技术应用。仅用时307天，科研团队便为我国运动员的备战训练提供了符合奥运比赛标准的赛道设施，结束了国家队跳台以往必须出国训练的历史。
智能检测装备为赛道精度控制提供科学依据
除运用数字化技术指导施工，科研团队研发了多种针对赛道的检测与监测技术，为赛道精度控制提供科学依据。
“人工剖面赛道常以人工结构支架支撑基准面后再加堆雪完成，因此基准面表面的平整性对于赛道的建造精度和运动员高水平发挥具有重要意义。 ”张铭琦介绍，课题参与单位河北工程大学团队研发了具有铺层表面平整度智能分析评定功能的智能检测车，可在10分钟内完成首钢滑雪大跳台赛道的检测，检测精度达到毫米级。在国家跳台滑雪中心、涞源国家跳台滑雪训练科研基地，智能检测车同样成功完成了与赛道相关的指标检测。
赛时，跳台助滑道的表面材料为冰，课题参与单位沈阳建筑大学团队针对冰材料特性，分析冰雪混合物的最佳配比，在特定温度下研发摩擦力相对较小的冰以及冰面温度位移智能监控系统，对助滑道的整体使用情况进行实时监测，温度监测精度为0.1℃ ，位移监测精度为毫米级。 “监测数据可为运动员制定竞技策略以提升运动成绩提供依据，也可为助滑道冰面维护提供数据支持。 ”张铭琦告诉采访人员，该技术被用于涞源国家跳台滑雪训练科研基地，有效保障了国家队运动员的备战训练。