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新華社哈爾濱1月11日電  2022年冬奧會(huì)期間，國家游泳中心“水立方”將變身“冰立方”，在泳池上搭建可拆裝的冰壺賽道，承接冰壺比賽項(xiàng)目。

冰壺運(yùn)動(dòng)對(duì)冰面質(zhì)量、場地環(huán)境及賽場保障有嚴(yán)苛的要求。國家游泳中心聯(lián)合哈爾濱工業(yè)大學(xué)等組建科研團(tuán)隊(duì)，按照“水冰轉(zhuǎn)換，雙輪驅(qū)動(dòng)”的策略，開展了結(jié)構(gòu)、溫度、濕度、照明、聲學(xué)等方面的攻關(guān)和改造，實(shí)現(xiàn)了“冰場－泳池”復(fù)合型“雙奧場館”。

“最快可以10至20天完成裝配式冰場結(jié)構(gòu)的安裝。”2015年以來，經(jīng)過6年多的科研攻關(guān)與現(xiàn)場測試，哈爾濱工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院教授張文元團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地提出了冰水轉(zhuǎn)換賽場的結(jié)構(gòu)方案、設(shè)計(jì)詳圖、性能指標(biāo)和評(píng)價(jià)體系。

張文元介紹，“水立方”變身“冰立方”分為“三步走”：首先是設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案，實(shí)現(xiàn)在游泳池里“蓋房子”；其次，將設(shè)計(jì)好的鋼架構(gòu)快速搭建起來，避免對(duì)泳池的損傷；最后，再將冰面快速精細(xì)調(diào)平。

“冰壺是比較‘嬌氣’的運(yùn)動(dòng)，任何微小的振動(dòng)都會(huì)影響冰壺的運(yùn)行軌跡。”為了保障新結(jié)構(gòu)在比賽中的可靠性，哈爾濱工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院副教授丁勇帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)安全健康監(jiān)測系統(tǒng)，采用全面感知、智慧控制等手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)冰面影響因素的全過程監(jiān)控。

這個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)觀測冰面結(jié)構(gòu)的加速度、位移、應(yīng)變、傾角等詳細(xì)情況，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳導(dǎo)到計(jì)算機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)中，方便第一時(shí)間掌握變化情況。

目前，“冰立方”結(jié)構(gòu)自振頻率不低于20赫茲，經(jīng)過試驗(yàn)不會(huì)影響冰壺的運(yùn)動(dòng)，已在2019年全國青少年冰壺公開賽等多項(xiàng)賽事中成功應(yīng)用。

張文元說，依托國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“科技冬奧”專項(xiàng)課題，團(tuán)隊(duì)已獲得國家發(fā)明和實(shí)用新型專利14項(xiàng)，發(fā)表相關(guān)論文10余篇。

冰在陽光照射下容易融化，因此“水立方”半透明式的房頂，需要拉上一層可移動(dòng)的窗簾。哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑學(xué)院教授陸詩亮說，為了找到合適的材料，團(tuán)隊(duì)反復(fù)模擬、實(shí)地試驗(yàn)，最終選擇一種厚約0．26毫米的膜材材料，能夠有效將游泳館的高溫高濕環(huán)境變成冰壺場的低溫低濕環(huán)境，并降低熱輻射對(duì)制冰系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的負(fù)荷。

值得一提的是，這層膜并非一張平整的大網(wǎng)，而是由幾百塊“小窗戶”組成的。“‘水立方’的外觀是水泡形結(jié)構(gòu)的，設(shè)計(jì)時(shí)就臨摹出每個(gè)水泡，給每塊水泡的膜裝上小邊框，再完好地覆蓋在上面，既美觀，又精準(zhǔn)。”陸詩亮說。

未來，國家游泳中心既可以舉辦國際級(jí)別的游泳賽事，也能夠舉辦大型冰上賽事，還可以舉辦多種大眾冰水娛樂活動(dòng)，真正實(shí)現(xiàn)了“水立方”“冰立方”雙輪驅(qū)動(dòng)。

文/新華社記者：楊思琪

圖/新華社

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