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提供科技支撑和智力支持 高校助力北京大兴机场建成通航
2019-09-27
中国教育报
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  9月25号,随着中国南方航空公司CZ3001次航班飞向蓝天,北京大兴国际机场正式投入运营。这是目前全球建设规模最大的机场,整体外观设计寓意“凤凰展翅”。成功通航的背后,凝聚了我国许多高校提供的科技支撑和智力支持。

  同济大学教授陈建国和教师唐可为带领的团队,负责实施这一重大项目建设的综合管控计划。团队从3万余项工作中梳理出了16条关键线,提取了“366+8”个关键性控制节点,对每一项工程实时跟踪建设进度,对发现的问题即刻开展评测分析,并提出相应建议和对策,为机场建设和运营筹备工作节约工期1.7个月。

  新机场航站楼屋盖及其支撑结构为钢结构,属于超限高层建筑工程。北京建筑大学团队进行了钢结构稳定性能研究,通过分析模型上百个测点数据,提出适用于C型柱体系的承载力计算方法,最终验证航站楼屋盖钢结构设计能够满足8级罕遇地震的抗震要求。

  建设完成的航站楼建筑面积约140万平方米,是世界最大规模的单体航站楼。航站楼屋盖是大跨度不规则曲面空间网格结构,具有造型复杂、跨度大、施工难度高的特点。天津大学建筑工程学院钢结构研究所教授陈志华、刘红波和副教授王小盾团队,参与完成了大型复杂焊接空心球节点足尺试验,揭示节点的破坏机理及其承载性能,为“凤凰”骨架安全建造提供了技术支撑。

  刘红波介绍,航站楼屋盖钢结构采用的“焊接空心球节点”由天津大学教授刘锡良1965年自主研发首创,是目前空间网格结构中应用最广泛的节点类型之一。

  在钢结构建设中,有一种威胁结构安全的因素叫“残余应力”,钢结构越多,残余应力影响就越大。北京理工大学机械与车辆学院检测与控制研究所徐春广教授团队自主研发了残余应力超声无损检测系统,对6万多根钢架和1万多个连接球组成的庞大钢结构进行残余应力检测,根据检测数据分析新机场整体结构载荷,结果显示受力状态和安全性完全符合设计要求。

  将这只金闪闪的“凤凰”托起来的,不仅仅是近11.9万个杆件、2.1万个焊接球,还有方正集团旗下方正国际为机场安装的数以万计的探测器及信息系统,共同组成了它的“神经中枢”。

  航站楼外的机场跑道,同样有高校的智慧结晶。长安大学公路学院副教授游庆龙团队承担了其中的“水泥混凝土机场道面抗疲劳性能研究和高性能机场道面混凝土寿命周期预测及评价体系”研究。为延长水泥混凝土道面结构使用寿命,团队组织科研人员进行了大量调研、咨询和研讨,制定详细研究方案,在机场施工现场浇筑近两吨重量的养护水泥混凝土小梁试件,托运至长安大学进行室内试验。

  为保障机场冬季全天候安全运营,哈尔滨工业大学热力融雪道面、抗冰防滑路面的技术被应用进来。该校交通科学与工程学院谭忆秋教授团队与中国民航机场建设集团共同承担民航局重大科研专项“自融雪机场道面建造工艺与配套装置关键技术研究”,研发流体加热道面融雪系统、热管道面融雪系统等热力融雪道面新结构,设计了我国首条大规模实体热力融雪路面系统。

  为助力大兴机场行李托运、跑道运行,中国民航大学众多科研人员研发了大兴机场国内出发AB岛大规模投用的自助行李托运系统,在行李规格三维检测、自动快捷支付、智能交互操作等方面采用智能检测处理和大数据分析等技术上进行多项创新,进一步提升旅客服务质量,降低人员成本和工作强度。此外,该校还完成了机场侧向跑道运行模式研究,孕育出飞行校验系统,使我国成为世界上第六个能独立研制飞行校验系统的国家。

  北京航空航天大学国家空管实验室首席科学家张军院士介绍,此次飞行校验使用的新型高精度民航飞行校验系统,由北航和中国民航飞行校验中心联合研制。这为大兴机场的投入使用奠定了基础。 (统稿:记者 郑亚博 见习记者 刘晓惠 采写:记者 柴葳 万玉凤 赵秀红 陈欣然 施剑松 曹曦 冯丽 任朝霞 通讯员 韩姗杉 黄艾娇 姚以亮 汪洋海容)

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