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科技日報:FAST工程饋源支撐塔:步天歌觀千垣萬宿 舉天眼探寰宇蒼穹
來源:科技日報 作者:韓韡、何民 日期:2021-07-03 訪問次數: 字號:[ ]
    日前,國家天文臺研究團隊利用“中國天眼”FAST望遠鏡在觀測中取得的重要進展,正式發布了201顆新脈沖星的發現。
    筑大國重器探無垠宇宙,當年那場舉世矚目世界級天文科學研究重大工程——“中國天眼”工程(簡稱FAST)建設實踐中,有這樣一個攻堅克難、能打勝仗的戰斗集體,與中國的天文工作者為項目建設添磚加瓦、并肩戰斗,這便是中國能建規劃設計集團華北院FAST饋源支撐塔工程項目設計團隊,他們在陡崖懸壁間展開了前所未有的攻堅戰;他們精誠協作共同組成FAST現場踏勘組,優化定位;他們潛心鉆研做設計,精雕細琢繪藍圖。
    勇攀技術高峰
    饋源支撐塔承載并懸吊“中國天眼”工程的核心機構——饋源艙,有承載拉索系統、安裝設備、自動爬塔機安裝、旋轉爬梯、配重、標志等多種功能,對整個工程來說至關重要。
FAST饋源支撐塔可謂“南天一柱”是工程設計的重頭戲。饋源支撐塔設計不同于輸電鐵塔和建筑結構塔,它是世界最大單口徑射電望遠鏡饋源艙的支撐結構塔,剛度、精度、功能及特殊要求高,沒有可參考和活用的資料。
    為滿足和實現國家天文臺FAST工程的建設要求,華北院設計團隊無論是饋源支撐塔,還是塔基;無論是附屬設施,還是防雷接地;無論是安裝鋼索,還是導索;無論是6座支撐塔塔索聯動,還是預防塔架位移;無論是防止塔架變形,還是防洪排水,均經過大量科學的分析、計算、論證,并多次進行可研方案修訂、完善,最終提出FAST饋源支撐塔工程項目“特色長短腿”為主的設計方案。
    在饋源支撐塔設計中,華北院采用正四邊形斷面鋼管塔,塔頂設置了5米×5米×5.5米的H型鋼梁設備層,實現饋源支撐塔與驅動拉索的接口。塔登塔措施采用鐵塔攀爬機,并設有旋轉爬梯。依據6基塔位洼地地形、地貌及地層巖性特點,鋼管塔和基礎采用全方位長短腿和高低主柱基礎相結合,有效減少塔基面和山體開方,保護周圍林木植被和自然環境,力求經濟效益和社會效益顯著。
    20092011年間,華北院設計團隊與國家天文臺FAST研究人員共同組成現場踏勘組,攀巖化險、優化定位,確定各長短腿的位置;在某些技術難點問題上還組織行業技術專家開展專題論證,邀請華北院的全國工程勘察大師進行專題技術指導,并將技術指導意見貫徹于具體的設計工作中,出色完成了FAST饋源支撐塔工程項目設計任務,贏得了國家天文臺的肯定。
    巾幗不讓須眉
    在華北院FAST饋源支撐塔工程設計團隊中有這樣兩位“花木蘭”,一位是項目經理秦慶芝,另一位是主任工程師施菁華。
    秦慶芝,從事輸電設計四十余年的老同志,年近六旬勇擔FAST饋源支撐塔工程設計項目經理。自上任伊始,處事果斷,雷厲風行,專業協調干脆利落,關鍵環節事必躬親,溝通及時準確。“我和我的團隊非常榮幸參與了FAST工程建設,結識了首席科學家南仁東和他的團隊,并與他們精誠合作,共同對饋源支撐塔優化設計、攻克難關。饋源支撐塔的整體剛度;控制精度、塔索聯動、功能及特殊要求非常高;沒有可參考和借鑒的資料等等困難,本著高度使命感,我們在設計過程中創造條件、攻堅克難、優化方案、精心設計,實現了66索順利聯調一次升艙成功且穩定運行。”秦慶芝說。
    施菁華,畢業于清華大學結構專業、FAST饋源支撐塔設計的專業主設人。一副眼鏡掛在清秀、文靜略帶羞澀的臉龐,可書卷氣的她工作中卻是充滿了嚴謹、細致。“FAST工程臺址處于巖溶洼地內,四周山巒環繞,中心低下,地形和地質條件比較復雜。而且地處深山,雨季綿長,蚊蟲橫飛,居住條件簡陋,我們和國家天文臺的科研工作者一起,經過數次現場考察、 大量數據分析,以及反復計算,在眾多方案中確定了最優化方案。”施菁華說。
    正是由于秦慶芝、施菁華這樣的領頭人,那巾幗不讓須眉之風采鼓舞、鞭策著設計團隊每個成員。201673日上午10點,貴州省平塘縣克度鎮“大窩凼”洼地,伴隨著隆隆的鞭炮聲,全球最大的500米口徑球面射電天文望遠鏡FAST工程,主動反射面4450塊面板中的最后一塊面板精準順利安裝在索網上,實現了主體建設的“合攏”,標志著擁有我國自主創新成果,走在世界科學前沿的國家重大科技基礎設施建設項目的“觀天巨眼”FAST主體工程順利竣工,讓中國擁有了最靈敏的“耳朵”。
    (科技日報網站2021年6月15日報道)
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