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【科技日报】钢滑雪大跳台 用“钻石”模块为赛道“变身”
发布日期 : 2021-08-16 15:35:23 点击数:
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本文首刊于《科技日报》2021年8月13日02版

首钢老工业园北区,世界首座永久性保留和使用的滑雪大跳台——首钢滑雪大跳台,正在为赛道“变身”进行着最新尝试。

为何要进行“变身”,这与滑雪大跳台“永久性保留”的定位息息相关。

形似冲浪运动的单板滑雪项目是冬奥会比赛项目中的“新成员”。1988年,单板滑雪被列为日本长野冬奥会正式比赛项目;2018年,单板滑雪大跳台被定为韩国平昌冬奥会正式比赛项目。20多年来,单板滑雪项目不断发展,竞技水平与难度也在不断提高,为了适应竞赛需求,比赛场地的坡度设计不停地变化,这为首钢大跳台的永续利用出了难题。

设计之初,首钢滑雪大跳台不光在造型设计上别具匠心,将跳台竞赛剖面曲线与敦煌“飞天”飘带形象相契合,还在跳台的钢结构设计时预留了未来竞赛剖面变化的可能性。

结合现实需求,清华大学建筑设计院有限公司第八分院总工程师杨霄承担的国家重点研发计划科技冬奥专项“赛道转换、共享及设施全季利用技术研究”课题,为首钢滑雪大跳台的长久使用提出一种“解决方案”——利用模块拼装,挑战单板滑雪大跳台(BigAir)与自由式滑雪空中技巧(Aerials)赛道快速切换。

此前,单板滑雪大跳台的场地设置多是用脚手架搭建的临时跳台,赛后即被拆除。而自由式滑雪空中技巧的赛道往往依山而建,利用山地地形形成赛道所需坡度差。若将两个看似不相干的比赛项目放到同一条赛道上比拼,首钢滑雪大跳台又将实现历史性的创新。

“事实上,两项体育竞赛的场地需求有相同之处。”杨霄告诉科技日报记者,尤其在助滑、落地两个环节,竞赛内容几乎无差异,如果将坡面曲线合理变动,跳台设置妥当,用同一条赛道进行不同项目比赛就将成为可能。

杨霄想到的方法是用模块化体系进行拼装,就像在首钢大跳台的斜台(inrun)区——一个长约36米、宽约14米、最大高差约3.5米的区域,用大约1100个模块搭“积木”,使赛道曲面发生改变,实现单板滑雪大跳台与自由式滑雪空中技巧赛道的转换与共享。

不同于机械舞台可自动切换的“炫酷”,也有别于传统脚手架的“呆板”,模块式赛道转换体系的特点是“物美价廉”。杨霄介绍,模块设计精巧别致,正四面体模块恰似金刚石(钻石)分子结构,具有较高的几何构造上的稳定性。同时,正四面体由于四个面和四个角一样,空间上可以利用正四面体连接节点进行无限延展,实现多种可能性,灵活度高、可塑性强。

而且,按照目前的转换需求,完成搭建的全部造价约200万元。多次搭建,每次需要更换的节点和模块数量约为成本的5%,新增的投入及搭建的费用不大于20万元,远低于新建赛道超千万元的投资,这正是践行“绿色办奥”“节俭办赛”的理念。

在同一赛道上进行单板滑雪大跳台与自由式滑雪空中技巧两项比赛,这是让国际雪联都啧啧称奇的一个浪漫设想。“人工剖面赛道类场馆新型建造、维护与运营技术”项目负责人、清华大学建筑学院院长张利教授表示,模块赛道转化方案,没有单纯追求高技术,而是采用适用的技术将所有的优势集中体现,这是具有极高科技含量的事情。

此外,由于模块化体系稳定性好、扩展性强、连接点操作便捷,采用合理的堆叠方案可以尽量减小空间,不仅可以应用到赛道转换,还可以广泛地应用到舞台、看台、展厅等临时设施。

记者了解到,北京2022年冬奥会期间,首钢滑雪大跳台将举办单板及自由式滑雪大跳台项目的比赛,共有4个小项,产生4块金牌。“虽然自由式滑雪空中技巧项目不在这里举行,但是赛道自由切换工程技术的突破为这两项运动可同时出现在首钢滑雪大跳台做好了赛道‘变身’的准备。”杨霄说。

(图片由课题组提供)

来源丨科技日报

记者丨何亮