距離2022年北京冬奧會開幕還有不到兩個月的時間，冬奧會召開前的各項準(zhǔn)備工作正緊鑼密鼓展開?？萍级瑠W，是本屆冬奧會冬殘奧會提出的愿景，也將成為本屆賽事的一大亮點(diǎn)。從競技場館、橋梁賽道，到運(yùn)輸車輛、衣著服飾，這場科技感十足的“冰雪盛會”背后有哪些江蘇元素？《科技周刊》記者為您揭秘。
東大巧思
“冰雪五環(huán)橋”顏值與內(nèi)涵“齊飛”
跨越峽谷與河流，中國文化、冰雪元素與奧運(yùn)五環(huán)產(chǎn)生奇妙碰撞……這座冬奧標(biāo)志性建筑——延崇高速公路太子城冬奧冰雪五環(huán)橋，由東南大學(xué)建筑設(shè)計研究院景觀橋梁設(shè)計團(tuán)隊領(lǐng)銜設(shè)計，近來成為“網(wǎng)紅打卡地”?！氨┪瀛h(huán)橋”的背后有哪些巧思？
“‘冰雪五環(huán)橋’的場地地形十分復(fù)雜，橋面與地面高差約20米。除了跨越通往冬奧村的下穿道路外，橋梁還需要跨越一條沿著山谷的小河。”東南大學(xué)交通學(xué)院教授丁建明介紹，由于橋頭與棋盤梁隧道相接，橋面并不能太寬，因此團(tuán)隊將橋設(shè)計為兩幅，上下行分流。結(jié)合地形地貌，經(jīng)過反復(fù)現(xiàn)場勘探，團(tuán)隊最終選擇兩幅跨徑布置不同的交錯布置方式，恰好能完美跨越斜交的道路和蜿蜒的小河。
為了更好地呈現(xiàn)“冰雪五環(huán)橋”形貌，團(tuán)隊在設(shè)計時對五環(huán)橋塔、拉索等運(yùn)用了BIM三維技術(shù)?！斑@種全三維設(shè)計技術(shù)可以更好地解決平面或者二維下難以解決的空間問題?！倍〗髋e例解釋道，例如，橋梁拉索的位置可能與汽車監(jiān)控發(fā)生碰撞，若單純利用二維設(shè)計技術(shù)很難測算，而通過三維空間設(shè)計則可以迎刃而解。
交錯布置的斜拉橋橋塔與奧運(yùn)五環(huán)的布置形式相似，使得橋梁既滿足了地形需要，又巧妙呼應(yīng)了奧運(yùn)主題。此外，與傳統(tǒng)橋墩造型不同，“冰雪五環(huán)橋”的部分橋墩在設(shè)計時也參考了奧運(yùn)火炬的造型，象征著奧運(yùn)圣火的接力傳遞。
丁建明介紹，這座橋是進(jìn)入崇禮冬奧村的入口與門戶，因此，為了兼顧中國元素、奧運(yùn)元素和冰雪元素，團(tuán)隊在設(shè)計中引入“門戶”概念。月洞門在中國古典建筑和園林中是一種無門禁的、用作隔斷和裝飾的過徑門，橋梁以月洞門作為橋塔設(shè)計意象，形如圓月的門洞將“門內(nèi)的小天地”與“門外的大世界”融為一體，反映出中國文化中“天人合一”的理念。當(dāng)車輛穿出隧道，映入眼簾的是一道道圓形的月洞，穿過這個大門，就進(jìn)入了令人神往的冰雪世界。
此外，每個橋塔由內(nèi)外兩道同心橢圓構(gòu)成，象征“同一個世界、同一個夢想”的奧運(yùn)精神。兩道圓環(huán)之間采用雪花紋理的連桿形成整體，與冬奧會冰雪運(yùn)動主題相呼應(yīng)?！氨┘y理同時也與中國傳統(tǒng)建筑中門窗上的紋飾相似，將冰雪紋理揉入結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了中國傳統(tǒng)文化與現(xiàn)代奧運(yùn)文化的完美融合?！?/p>
雙層橢圓和連桿形成的桁架結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了橋塔的受力性能，沿塔身環(huán)狀布置的空間拉索給橋塔提供了向內(nèi)的約束力，減小了拱形橋塔側(cè)向彎矩作用。橋塔外圓采用銀白色設(shè)計，內(nèi)圓則參考奧運(yùn)五環(huán)的五色設(shè)計，五種顏色共同組成象征奧運(yùn)精神的世界大同和保護(hù)自然保護(hù)地球的設(shè)計理念?！拔覀冊跇蛄荷显O(shè)計了同色系的風(fēng)嘴和彩光亮化，讓這座橋的色彩更富變化和動感?！?丁建明透露，考慮到橋面距離地面較高，橋上的風(fēng)會比較大，因此色彩跳躍的風(fēng)嘴實(shí)際上最主要的作用是將風(fēng)進(jìn)行分流。
常熟制氫
助力綠色冬奧“加速度”
近日，常熟高新區(qū)企業(yè)豐電金凱威（蘇州）壓縮機(jī)有限公司帶著自主生產(chǎn)制造的12臺套氫能壓縮機(jī)順利交付給北京冬奧會用氫氣重點(diǎn)項目——張家口市交投殼牌制氫充裝項目、國電電力張家口制氫充裝項目、河北建投張家口制氫充裝項目。
豐電金凱瑞副總經(jīng)理張海龍告訴《科技周刊》記者：“在交付的12臺套機(jī)器中，有6臺套是32兆帕氫氣充裝壓縮機(jī)，是目前國內(nèi)最高壓力、最大排量儲運(yùn)過程中壓縮機(jī)?！焙唵蝸碚f，大部分氫氣是通過水電解的方式獲得的，為了便于儲存和運(yùn)輸、保障運(yùn)輸過程的安全性，需要對氫氣施加壓力以縮小體積?！澳壳俺Ｓ玫臍錃膺\(yùn)輸車有20兆帕和30兆帕兩種壓力規(guī)格，分別對應(yīng)了22兆帕和32兆帕的氫氣充裝壓縮機(jī)。”據(jù)悉，12臺套氫氣充裝壓縮機(jī)已經(jīng)在冬奧會用氫氣重點(diǎn)項目現(xiàn)場安裝到位，即將進(jìn)入調(diào)試階段。
冬奧會上氫氣會在哪里“亮相”？張海龍介紹，張家口市交投殼牌制氫充裝項目包括了氫氣的生產(chǎn)、儲存、運(yùn)輸、加注和應(yīng)用等方面內(nèi)容，本屆冬奧會賽事期間的通勤運(yùn)輸車輛將采用氫燃料電池汽車，規(guī)模預(yù)計在1000輛左右，用氫氣重點(diǎn)項目可為交通運(yùn)輸服務(wù)提供持續(xù)保障。另外，本次冬奧會火炬也是由氫氣點(diǎn)燃的，這也是歷屆冬奧會中首次采用氫氣點(diǎn)燃的方式。
當(dāng)然，氫氣壓縮機(jī)也可以在別的方面“大顯身手”。張海龍表示，目前氫氣壓縮機(jī)主要用于工業(yè)上加氫站的供給，部分煉廠、化工廠也會使用到氫氣原料；為了提高品質(zhì)，煉油廠也可加入氫氣循環(huán)。而民用方面，氫氣壓縮機(jī)主要應(yīng)用在氫能電池、氫能汽車等方面。
成為本屆冬奧會技術(shù)提供商要有哪些科技實(shí)力？張海龍介紹，豐電金凱威于2020年落戶常熟高新區(qū)，目前已基本形成制氫、儲氫、運(yùn)氫、加氫、示范應(yīng)用、氫燃料電池汽車及核心零部件生產(chǎn)的全產(chǎn)業(yè)鏈?！拔覀児纠^承了前身北京金凱威公司的技術(shù)力量，可以說技術(shù)上是有很大保障的?！?/p>
張海龍認(rèn)為，目前氫能市場正處于“大爆發(fā)”的階段。不光是氫能汽車的大量研產(chǎn)，氫能冶金也是重點(diǎn)發(fā)展方向，在國際上氫能逐步取代傳統(tǒng)能源已成為共認(rèn)的發(fā)展趨勢。豐電金凱威也順應(yīng)市場的發(fā)展需要，加大投入力度?！拔覀児咀灾餮邪l(fā)了90兆帕大排量加氫站壓縮機(jī)，其氫氣工況運(yùn)行考核已經(jīng)取得了圓滿成功，后續(xù)產(chǎn)品將會進(jìn)入市場導(dǎo)入及量產(chǎn)階段，促進(jìn)綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展?！?/p>
蘇州破題
我國首個變角度斜行電梯亮相“雪如意”
12月初，北京冬奧會張家口賽區(qū)明星場館國家跳臺滑雪中心迎來試滑，“S”形賽道和競賽設(shè)施猶如一把“如意”而得名為“雪如意”。據(jù)介紹，“雪如意”大跳臺賽道和標(biāo)準(zhǔn)賽道，落差高達(dá)136.2米和114.7米，賽道地面距離起點(diǎn)大概160米。滑雪運(yùn)動員一旦滑至地面如何快速回到起點(diǎn)？《科技周刊》記者了解到，江蘇的蘇州萊茵電梯股份有限公司自主研發(fā)設(shè)計的變角度斜行電梯破題運(yùn)動員的上下難題。
蘇州萊茵電梯股份有限公司副總經(jīng)理張勁松介紹，張家口冬季最低溫度可達(dá)-30℃，冰凍、大風(fēng)等氣象環(huán)境和特殊的地形地貌都對施工帶來很大的挑戰(zhàn)，且電梯使用環(huán)境在戶外，對防水、防塵也提出了很高的要求?！案鶕?jù)設(shè)計要求，軌道傾斜角度接近40°，在此之前還沒有先例。”
除了施工環(huán)境，電梯制造本身也困難重重。由于運(yùn)行角度需隨山勢而變，中間有一段圓弧形軌道?！拔覀兪褂昧丝勺兘嵌燃夹g(shù)，此項目斜行電梯為變角度斜行電梯，是世界上運(yùn)行長度最大的大載重變角度斜行電梯項目，也是中國首例變角度斜行電梯項目?！睆垊潘杀硎?，上段傾斜角度為22.56°，下段傾斜角度為39.56°，運(yùn)行總長244.206米，載重達(dá)2000千克，運(yùn)行速度達(dá)每秒2.5米，并保證了運(yùn)動員乘坐的舒適性，在斜行電梯領(lǐng)域是一個很大的突破。
此外，由于項目的特殊性，“雪如意”沒有現(xiàn)成的曳引設(shè)備提供動力。于是，萊茵電梯又定制生產(chǎn)了國內(nèi)第一臺扭矩達(dá)10000Nm的曳引機(jī)，以保證電梯運(yùn)行的穩(wěn)定和安全。據(jù)悉，冬奧期間國家跳臺滑雪中心將承辦跳臺滑雪全部五個比賽項目，以及北歐兩項全部三個比賽項目。屆時，“雪如意”內(nèi)的兩臺斜行電梯將保障奧運(yùn)健兒們在冬奧賽場上奮力拼搏。
另外，同樣來自蘇州的飛依諾科技（蘇州）有限公司研發(fā)的便攜式彩超VINNO 6，也隨同冬奧運(yùn)動員們一同“出征”。
“劇烈的冰上運(yùn)動可能導(dǎo)致身體失去平衡，從而引發(fā)不止于上肢、肩、肘、膝關(guān)節(jié)等部位的損傷，腳趾、手指、鼻骨也可能發(fā)生細(xì)小卻難以察覺的傷害?！憋w依諾科技（蘇州）有限公司市場經(jīng)理陳威介紹，便攜式彩超針對不同掃查條件所配備的不同型號的探頭，能很好解決這一問題。
借助23MHz的超高頻探頭，醫(yī)生可以觀察到肌腱、韌帶、骨骼、筋膜、皮膚等組織；迷你的曲棍球探頭I7-18L，為手指、鼻骨、甲床等細(xì)節(jié)處提供1MM以下精微透徹的呈現(xiàn)。此外，VINNO 6還使用了先進(jìn)的追蹤對比技術(shù)，可將選手?jǐn)?shù)次掃查數(shù)據(jù)進(jìn)行比對分析，對運(yùn)動員的傷情給出精準(zhǔn)判斷，節(jié)省診斷時間，為醫(yī)生提供進(jìn)一步診療方案給出依據(jù)。
