首页看点丨冰雪五环桥、变角斜行梯……揭秘北京冬奥会中的江苏智造

交汇点讯 距离2022年北京冬奥会开幕还有不到两个月的时间，冬奥会召开前的各项准备工作正紧锣密鼓展开。科技冬奥，是本届冬奥会冬残奥会提出的愿景，也将成为本届赛事的一大亮点。从竞技场馆、桥梁赛道，到运输车辆、衣着服饰，这场科技感十足的“冰雪盛会”背后有哪些江苏元素？《科技周刊》记者为您揭秘。

东大巧思

“冰雪五环桥”颜值与内涵“齐飞”

跨越峡谷与河流，中国文化、冰雪元素与奥运五环产生奇妙碰撞……这座冬奥标志性建筑——延崇高速公路太子城冬奥冰雪五环桥，由东南大学建筑设计研究院景观桥梁设计团队领衔设计，近来成为“网红打卡地”。“冰雪五环桥”的背后有哪些巧思？

“‘冰雪五环桥’的场地地形十分复杂，桥面与地面高差约20米。除了跨越通往冬奥村的下穿道路外，桥梁还需要跨越一条沿着山谷的小河。”东南大学交通学院教授丁建明介绍，由于桥头与棋盘梁隧道相接，桥面并不能太宽，因此团队将桥设计为两幅，上下行分流。结合地形地貌，经过反复现场勘探，团队最终选择两幅跨径布置不同的交错布置方式，恰好能完美跨越斜交的道路和蜿蜒的小河。

为了更好地呈现“冰雪五环桥”形貌，团队在设计时对五环桥塔、拉索等运用了BIM三维技术。“这种全三维设计技术可以更好地解决平面或者二维下难以解决的空间问题。”丁建明举例解释道，例如，桥梁拉索的位置可能与汽车监控发生碰撞，若单纯利用二维设计技术很难测算，而通过三维空间设计则可以迎刃而解。

交错布置的斜拉桥桥塔与奥运五环的布置形式相似，使得桥梁既满足了地形需要，又巧妙呼应了奥运主题。此外，与传统桥墩造型不同，“冰雪五环桥”的部分桥墩在设计时也参考了奥运火炬的造型，象征着奥运圣火的接力传递。

丁建明介绍，这座桥是进入崇礼冬奥村的入口与门户，因此，为了兼顾中国元素、奥运元素和冰雪元素，团队在设计中引入“门户”概念。月洞门在中国古典建筑和园林中是一种无门禁的、用作隔断和装饰的过径门，桥梁以月洞门作为桥塔设计意象，形如圆月的门洞将“门内的小天地”与“门外的大世界”融为一体，反映出中国文化中“天人合一”的理念。当车辆穿出隧道，映入眼帘的是一道道圆形的月洞，穿过这个大门，就进入了令人神往的冰雪世界。

此外，每个桥塔由内外两道同心椭圆构成，象征“同一个世界、同一个梦想”的奥运精神。两道圆环之间采用雪花纹理的连杆形成整体，与冬奥会冰雪运动主题相呼应。“冰雪纹理同时也与中国传统建筑中门窗上的纹饰相似，将冰雪纹理揉入结构细节设计，实现了中国传统文化与现代奥运文化的完美融合。”

双层椭圆和连杆形成的桁架结构增强了桥塔的受力性能，沿塔身环状布置的空间拉索给桥塔提供了向内的约束力，减小了拱形桥塔侧向弯矩作用。桥塔外圆采用银白色设计，内圆则参考奥运五环的五色设计，五种颜色共同组成象征奥运精神的世界大同和保护自然保护地球的设计理念。“我们在桥梁上设计了同色系的风嘴和彩光亮化，让这座桥的色彩更富变化和动感。” 丁建明透露，考虑到桥面距离地面较高，桥上的风会比较大，因此色彩跳跃的风嘴实际上最主要的作用是将风进行分流。

常熟制氢

助力绿色冬奥“加速度”

近日，常熟高新区企业丰电金凯威（苏州）压缩机有限公司带着自主生产制造的12台套氢能压缩机顺利交付给北京冬奥会用氢气重点项目——张家口市交投壳牌制氢充装项目、国电电力张家口制氢充装项目、河北建投张家口制氢充装项目。

丰电金凯瑞副总经理张海龙告诉《科技周刊》记者：“在交付的12台套机器中，有6台套是32兆帕氢气充装压缩机，是目前国内最高压力、最大排量储运过程中压缩机。”简单来说，大部分氢气是通过水电解的方式获得的，为了便于储存和运输、保障运输过程的安全性，需要对氢气施加压力以缩小体积。“目前常用的氢气运输车有20兆帕和30兆帕两种压力规格，分别对应了22兆帕和32兆帕的氢气充装压缩机。”据悉，12台套氢气充装压缩机已经在冬奥会用氢气重点项目现场安装到位，即将进入调试阶段。

冬奥会上氢气会在哪里“亮相”？张海龙介绍，张家口市交投壳牌制氢充装项目包括了氢气的生产、储存、运输、加注和应用等方面内容，本届冬奥会赛事期间的通勤运输车辆将采用氢燃料电池汽车，规模预计在1000辆左右，用氢气重点项目可为交通运输服务提供持续保障。另外，本次冬奥会火炬也是由氢气点燃的，这也是历届冬奥会中首次采用氢气点燃的方式。

当然，氢气压缩机也可以在别的方面“大显身手”。张海龙表示，目前氢气压缩机主要用于工业上加氢站的供给，部分炼厂、化工厂也会使用到氢气原料；为了提高品质，炼油厂也可加入氢气循环。而民用方面，氢气压缩机主要应用在氢能电池、氢能汽车等方面。

成为本届冬奥会技术提供商要有哪些科技实力？张海龙介绍，丰电金凯威于2020年落户常熟高新区，目前已基本形成制氢、储氢、运氢、加氢、示范应用、氢燃料电池汽车及核心零部件生产的全产业链。“我们公司继承了前身北京金凯威公司的技术力量，可以说技术上是有很大保障的。”

张海龙认为，目前氢能市场正处于“大爆发”的阶段。不光是氢能汽车的大量研产，氢能冶金也是重点发展方向，在国际上氢能逐步取代传统能源已成为共认的发展趋势。丰电金凯威也顺应市场的发展需要，加大投入力度。“我们公司自主研发了90兆帕大排量加氢站压缩机，其氢气工况运行考核已经取得了圆满成功，后续产品将会进入市场导入及量产阶段，促进绿色经济发展。”

苏州破题

我国首个变角度斜行电梯亮相“雪如意”

12月初，北京冬奥会张家口赛区明星场馆国家跳台滑雪中心迎来试滑，“S”形赛道和竞赛设施犹如一把“如意”而得名为“雪如意”。据介绍，“雪如意”大跳台赛道和标准赛道，落差高达136.2米和114.7米，赛道地面距离起点大概160米。滑雪运动员一旦滑至地面如何快速回到起点？《科技周刊》记者了解到，江苏的苏州莱茵电梯股份有限公司自主研发设计的变角度斜行电梯破题运动员的上下难题。

苏州莱茵电梯股份有限公司副总经理张劲松介绍，张家口冬季最低温度可达-30℃，冰冻、大风等气象环境和特殊的地形地貌都对施工带来很大的挑战，且电梯使用环境在户外，对防水、防尘也提出了很高的要求。“根据设计要求，轨道倾斜角度接近40°，在此之前还没有先例。”

除了施工环境，电梯制造本身也困难重重。由于运行角度需随山势而变，中间有一段圆弧形轨道。“我们使用了可变角度技术，此项目斜行电梯为变角度斜行电梯，是世界上运行长度最大的大载重变角度斜行电梯项目，也是中国首例变角度斜行电梯项目。”张劲松表示，上段倾斜角度为22.56°，下段倾斜角度为39.56°，运行总长244.206米，载重达2000千克，运行速度达每秒2.5米，并保证了运动员乘坐的舒适性，在斜行电梯领域是一个很大的突破。

此外，由于项目的特殊性，“雪如意”没有现成的曳引设备提供动力。于是，莱茵电梯又定制生产了国内第一台扭矩达10000Nm的曳引机，以保证电梯运行的稳定和安全。据悉，冬奥期间国家跳台滑雪中心将承办跳台滑雪全部五个比赛项目，以及北欧两项全部三个比赛项目。届时，“雪如意”内的两台斜行电梯将保障奥运健儿们在冬奥赛场上奋力拼搏。

另外，同样来自苏州的飞依诺科技（苏州）有限公司研发的便携式彩超VINNO 6，也随同冬奥运动员们一同“出征”。

“剧烈的冰上运动可能导致身体失去平衡，从而引发不止于上肢、肩、肘、膝关节等部位的损伤，脚趾、手指、鼻骨也可能发生细小却难以察觉的伤害。”飞依诺科技（苏州）有限公司市场经理陈威介绍，便携式彩超针对不同扫查条件所配备的不同型号的探头，能很好解决这一问题。

借助23MHz的超高频探头，医生可以观察到肌腱、韧带、骨骼、筋膜、皮肤等组织；迷你的曲棍球探头I7-18L，为手指、鼻骨、甲床等细节处提供1MM以下精微透彻的呈现。此外，VINNO 6还使用了先进的追踪对比技术，可将选手数次扫查数据进行比对分析，对运动员的伤情给出精准判断，节省诊断时间，为医生提供进一步诊疗方案给出依据。

新华日报·交汇点记者 张宣 谢诗涵

编辑: 蒋明睿