北京冬奧會中，觀眾看臺、轉播塔、橋架、LED大屏、廁所、臨時用房等賽事保障基礎設施大多是臨時設施，而且處于嚴寒、山地、強風條件下，設施安全如何保障?近日，科技日報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”。
重慶大學“科技冬奧”團隊負責人楊慶山教授介紹，重慶大學發揮學科優勢，此次牽頭承擔了“科技冬奧”重點專項中“嚴寒山地地基處理及大面積高容量臨時設施安全運維關鍵技術”等多項課題和任務，確保冬奧會臨時設施安全。
在現場，一架無人機盤旋著，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。冬奧會架體類臨時設施關鍵部位由插銷來實現固定和連接，確定插銷是否安裝到位是確保安全的基礎，僅僅在延慶賽區，這樣的小插銷就多達10萬枚，這么多插銷如果靠人工檢測既費時，準確率也難保證。對此，該校土木工程學院研制出的一套基于無人機快速檢測的設備，隨著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涂上了特有的反光材料，一旦有安裝不到位的情況，就能夠被無人機識別，立刻在顯示屏中看到反饋。
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復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，實時監測臨時看臺的狀態，隨時把脈其“健康”狀況。
“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。團隊在崇禮和延慶賽區，一共安裝了30套設備對臨時設施安全進行監測，所有的監測數據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。
“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復雜坡地地形上建設大量大面積、高容量的高柔臨時構筑物，如臨時看臺、臨時轉播塔、臨時用房等，如果出現地基變形，他們研發的適用于嚴寒山區大面積復雜結構荷載的抗凍融循環凍土地基快速處理專利技術就能派上用場，及時維護設施安全。
據了解，這項技術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，將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。特別是樁身采用螺旋葉片式設計，便于機械旋螺鉆進施工，從而到達實現快速、弱擾動施工，單樁施工僅需10幾分鐘，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行的地基處置措施，也可作為應急處置措施。
