【华龙网】视频 | 赛场背后的秘密 重庆大学用科技为冬奥会保驾护航

根据冬奥室外赛场地形地貌与地基土特征设计的临时钢架看台。华龙网-新重庆客户端记者 刘钊 摄

华龙网-新重庆客户端12月30日19时讯（记者 秦思思）2022北京冬奥会即将来临，目前，各项筹备工作已经就绪。这项世界级体育赛事的背后，也蕴藏了不少“重庆造”的“黑科技”。

赛场下都是冻土，建筑会不会塌陷？我们的运动员在这样的严寒的地区会不会受伤影响比赛成绩？这些设施怎么保证安全？

据悉，重庆大学牵头承担了“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”“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。

据了解，重庆大学承担的这几项课题，通过科技手段多维度助力北京冬奥会。不仅为冬奥会临时设施安全保驾护航，还为我国雪上运动运动员和教练员提供科学分析和决策依据。

严寒山地临时设施抗冻融循环冻土地基快速处理关键技术应用。 华龙网-新重庆客户端记者 刘钊 摄

》》地底“螺丝钉” 为冻土应急“兜底”

冬奥赛场需要在山区复杂坡地地形上建设大量临时设施，而地基变形则是在冻土层中常遇到的问题。

重庆大学“科技冬奥”团队成员、土木工程学院杨忠平教授解释，通俗来说就是气温到了零下，土壤里面的水变成了冰，随着气候变化，冻土在不断冻胀融沉。当地基土壤变化莫测，那么打下的地基也将受到影响，地上的建筑物也就不会稳固。

为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，杨忠平和团队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新型桩。

记者从现场看到，新型桩的外型酷似放大版的螺丝钉，杨忠平告诉记者新型桩桩身采用螺旋叶片式设计，这是便于机械旋螺钻进施工，从而到达实现快速、弱扰动施工，单桩施工仅需十余分钟；可反向旋拧回收再利用，实现绿色办奥运的理念。不仅如此，所研发的新型桩除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。

“新型桩并没有大面积的使用，而是作为冬奥会的应急处置措施，相当于是一个‘兜底’的保障。”杨忠平说道。

“科技冬奥“的工作人员展示新科技新技术。华龙网-新重庆客户端记者 刘钊 摄

》》临时设施要牢固 建中建后有全面“检查”

据了解，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，无论是建设过程中还是使用过程中。其中，观众看台面积大、人群密集，架体的牢固和安全是关键，为了保证这两个方面，重庆大学“科技冬奥”团队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和脚手架无人机体检系统。为这些临时设施“时刻体检”。

在实验室检测现场记者看到，脚手架上的每一个“关节”部位上插着数片插销来实现“骨骼”的固定和链接。而仅仅在延庆赛区，这样的小插销就多达十万枚。但是在施工过程中真的安装牢固了吗？又该如何进行检测呢？

记者看到，每一片插销预先被涂上了特有的反光材料，一旦有安装不到位的情况，就能够立马在显示屏中看到反馈。既节约了时间、人力，也最大程度地保证临时设施的安全牢固。据重庆大学“科技冬奥”团队成员、土木工程学院回忆研究员介绍，重庆大学研发了升降式和无人机两种检测系统，以满足现场不同需求，保障快速准确地检测节点插销是否安装规范到位。团队多次前往延庆和崇礼两个赛区，对每一个节点都进行了详细的扫描，检测发下现在这些结构都已经完全达到使用要求。

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。华龙网-新重庆客户端记者 刘钊 摄

“仅仅拍一张照片，就能够检测出拍照范围内的插销是否安装到位。”回忆说道。

不仅在建设过程中保证了每一个“关节”的牢固，为了保障严寒、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、土木工程学院刘纲教授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，随时随刻对其进行‘健康体检’”。据刘纲介绍，团队在崇礼和延庆赛区，一共安装了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。

未固定钢架卡扣通过无人机第一时间发现并提示。 华龙网-新重庆客户端记者 刘钊 摄

》》3D建模 为运动员提供专属训练方案

不仅为场地提供了“黑科技”，此次重庆大学参与的“科技冬奥”专项课题还针对雪场风环境研究，为我国运动员和教练员提供决策依据和支持。

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、风速以及滑雪装备的特性等，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的作用，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的影响。

重庆大学“科技冬奥”团队成员、土木工程学院闫渤文副教授等通过实地勘测和3D建模，建立了实用、高效、精确的高山滑雪运动员速降模型，可以实现运动员战术、技术、装备与体能综合的个性化训练方案，得到提高比赛成绩的目的。

“我们此次参与的项目，把我们以前的一些科技成果应用在了冬奥的实际工程中。”刘纲介绍，也希望将来能将这些科技成果运用到更多更广泛的领域中去，让科技赋能未来，助力发展。

来源：华龙网-新重庆客户端