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北微传感“黑科技”助力“绿色冬奥”! 发布时间:2022-02-16   浏览量:975次

    2022年第24届冬季奥林匹克运动会在中国北京与张家口两地联合举行,这是我国历史上第一次举办冬奥会。其中跳台滑雪作为竞技难度大,观赏性高的运动项目,最近频频上了热搜,项目的竞赛场馆:国家跳台滑雪中心也格外引人关注。国家跳台滑雪中心位于张家口市,是中国首座跳台滑雪场馆,被形象地称作“雪如意”。滑道分为两条:HS140大跳台长度110米,落差135米;HS106标准跳台长度106米,落差115米,为当今世界上体量最大的跳台滑雪场馆。

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    跳台滑雪运动在第一届冬奥会上就被列为比赛项目,运动员在不借助任何外力的情况下从起始区出发,在助滑道上面完成起滑、加速,在助滑道末端飞出,其起跳高度和落地点之间的距离的综合判定结果作为最终的成绩。运动员能否取得良好的成绩除了自身发挥水平的影响之外,与助滑道的几何线型,表面平整度也有很大关系。助滑道结构作为人工剖面赛道,其以预先精确设定的几何剖面形状来控制赛道完成面,以达到最佳的竞技效果。运动员在铺有雪的助滑道上进行滑行,助滑道结构表面专门有两条凹槽使运动员的滑板在滑行过程中不发生偏移。

    但是助滑道的修建环境恶劣,对助滑道的影响因素较多。助滑道修建在跨式结构之上,在自重荷载作用下,混凝土与钢板的连接构造会发生变形,其中在墩柱的位置,纵向变形较小,而助滑道的跨中部分会发生一定程度上发生挠曲变形。除此之外,助滑道表面在比赛过程中会与运动员滑雪板多次摩擦,高速状态下造成局部温度升高,导致雪融化成水膜,虽然会减少摩擦,增大运动员滑行速度,但水膜低温下冻结,久而久之会对助滑道表面的平整度造成影响,影响运动员竞技环境,进而影响最终成绩。
    跳台滑雪助滑道修建之后,利用调平装置进行调平处理,之前处在人工检测的方式,其测量精度不仅受人工检测手法、熟练程度等影响,而且还有诸如检测范围小,不能进行覆盖性检测;检测时间短,不能进行持续性长期检测;检测风险性较大,跳台滑雪赛道依山而建,地势陡峭,在助滑道运营时间段内,需要人员进行长时间的坚守,必然会耗费大量的时间和经历,人工检测对于检测人员来说也具有很大的风险性。

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    助滑道结构良好的几何线型需要在两方面进行同时保证,一方面是助滑道自身结构在各种荷载耦合作用下的结构整体稳定性,不发生较大的挠度变形;另一方面是助滑道滑槽内的滑道变形,在温度变化与运动员反复使用过程中的对于冰体磨耗之下的表面平整度的问题。良好的线形能减少运动员受到的反作用力,使运动员滑行时受到的反作用力缓慢增加,保证运动员滑行时动作的稳定性,进一步减少滑行时的迎风面积;光滑的助滑道表面能够减小运动员在滑动过程中产生的摩擦阻力,保证了运动员运动过程中稳定性,改善竞技环境并提升运动员成绩水平。
    北京冬奥会运动场地建造项目“人工剖面赛道类场馆新型建造维护与运营技术”中的“跳台滑雪助滑道智能监测系统”使用北微传感高精度、高稳定性倾角传感器,为助滑道在比赛期间提供实时监测,为助滑道在休赛期间得长期监测提供技术支持。为助滑道的正常运维采集所需要的数据,能够实时采集分析数据,在数据预警状态下,进行信息的即时告知。北京冬奥场馆融入大量高科技元素,也蕴含独特匠心、奇思妙想,凸显“中国智慧”!

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