场馆|4毫米厚一张网能承受20吨拉力?云顶场馆有项“黑科技”



薄薄一张网 , 厚度仅有4毫米 , 却能承受20吨的拉力 。 在北京冬奥会张家口赛区云顶场馆群 , 一项“黑科技”让人眼前一亮 。 赛时 , 一道防风网可以防范每秒十几米的大风 , 保障运动员安全和比赛顺畅进行 。 这项技术得到了国际雪联等专家的一致认可和高度评价 。

场馆|4毫米厚一张网能承受20吨拉力?云顶场馆有项“黑科技”
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建网确保比赛不受风速影响
云顶场馆群承担空中技巧和U型技巧场地等比赛项目 。 由于运动员起跳高度大 , 空中动作和运动员的安全受风的影响较大 。 在大风影响下 , 运动员动作容易变形 。 大风还会将运动员吹离预定着地点 , 使其更容易受伤 , 在此前比赛中就曾出现过类似情形 。 若预报的风速超过比赛的风速要求 , 比赛还会延期进行 。 因此 , 国际雪联建议比赛时赛道的风速应在每秒3.5米以下 。
工作人员通过对两个场地附近气象台站历年的数据分析发现 , 在冬奥会比赛同期 , 风速在每秒3.5米以上的比例较大 , 因此有必要在场地旁边建设防风网 , 以保证比赛的顺利进行和运动员的安全 。
石家庄铁道大学风工程研究中心主任刘庆宽教授从事专业抗风研究20年 , 主要从事桥梁、土木工程的抗风研究 , 此前曾经承担了首钢滑雪大跳台抗风专项研究 。 他说:“不要小看风灾 , 全球每年自然灾害85%的经济损失都来自风灾及其次生灾害 。 ”基于团队丰富的抗风研究经验 , 结合云顶滑雪公园的地形、赛道、气候等各类相关数据 , 刘庆宽与团队成员加班加点 , 通过反复的电脑模拟计算和大量的风洞试验 , 最终确定了防风网的最佳内部结构 。
不过在具体生产中又遇到难题:市场上根本找不到同类产品 。 最后 , 研究团队找到防风网编织机器的生产厂家 , 从改造机器设备入手优化编织工艺 , 通过反复尝试 , 最终采用12针的编织技术将成品按要求编织出来 。
雪白防风网科技含量高
在视觉上 , 白色的防风网与周围的冰雪环境融为一体 。 一张看似平常的防风网 , 内里却有很多科技含量 。
“防风网的受力性能首先要接受考验 。 ”刘庆宽说 , 厚度大概只有4毫米的高密度聚乙烯材质防风网 , 内部有着复杂的立体空间结构 , 孔洞的组合可恰好满足防风与透光双重性能需要 , 以及强风下的抗拉性能需要 , “防风网结构紧实 , 透光性比较好 , 这样在比赛中不至于给运动员视觉上的压迫感 。 ”
崇礼阳光充足 , 紫外线强烈 , 防风网必须使用抗紫外线材料 , 但这种材料却影响阻燃性 。 为了提升防风网的性能 , 研究团队在丝线原料中添加了各种功能材料 , 以达到抗紫外线、阻燃、耐低温的目标 。 塔杆采用了喷塑工艺 , 以确保长时间暴晒不变色 。 团队通过研发的电气控制系统 , 实现了低温风雪环境下快速便捷张开和收回的功能 , 以满足赛时张开防风、比赛间隙收回通行压雪车的要求 。
团队研发的防风设施方案集成和建设周期仅为两个月 , 防风效果好 , 能在99%以上的概率保证比赛的顺利进行 。 该技术得到了国际雪联和国际奥委会的一致认可和高度评价 。 冬奥会时 , 空中技巧和U型技巧两个场地边各9根雪白色塔杆 , 8块平展的雪白色防风网 , 配着鲜艳的冬奥会会徽 , 将成为云顶场馆群的一道亮丽风景 。
IC photo 供图
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