中新網(wǎng)北京8月23日電 (王東坡)用4秒鐘彈射到40米高空再落回到地面上是一種什么體驗？近日，北京市海淀區(qū)一項被喻為航天領(lǐng)域“跳樓機”的高科技實驗裝置項目鋼結(jié)構(gòu)工程竣工驗收，正式進入核心試驗裝置安裝階段。
該“跳樓機”名為4秒電磁彈射微重力實驗裝置項目，坐落于北京市海淀區(qū)中國科學院北京新技術(shù)基地內(nèi)。作為國家大科學裝置，它是亞洲首例、世界第二例工程。該裝置采用一種類似于炮彈造型的直線電機驅(qū)動實驗艙體，通過電機全程控制加速度過程，以“2秒彈射到40米高空再2秒回落”的方式來產(chǎn)生微重力和超重環(huán)境，最終實現(xiàn)模擬微重力、月球重力、火星重力等運動模式，為航天大規(guī)?？臻g科學項目提供地基短時微重力實驗服務(wù)。
4秒電磁彈射微重力實驗裝置項目內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)施工。 安萱 攝如此高精尖的項目建筑高度只有40米，占地面積僅136平方米，總用鋼量不足千噸?！?36平米約等于一個三室兩廳，干了十幾年工程，沒見過這么小的?！敝薪ǘ职惭b公司項目經(jīng)理李長龍介紹說，平地豎起一座高塔，看似容易，實際上項目“麻雀雖小，五臟俱全”，為實現(xiàn)微重力環(huán)境，發(fā)射裝置被包裹在兩層六邊形鋼結(jié)構(gòu)中，其中內(nèi)塔鋼結(jié)構(gòu)用于連接電機設(shè)備，而外塔鋼結(jié)構(gòu)則是用來控制整體軌道裝置的穩(wěn)定性。
高精尖的國家大科學裝置隨之而來的是2毫米苛刻的精度要求，施工難度集中在了鋼結(jié)構(gòu)安裝環(huán)節(jié)?！笆┕ぜ夹g(shù)與質(zhì)量標準要求極高，‘零焊接’、‘全螺栓’方式，讓常規(guī)施工方法和工藝難以保證?！崩铋L龍說，4秒落塔項目鋼結(jié)構(gòu)安裝過程與普通鋼結(jié)構(gòu)工程有本質(zhì)上的區(qū)別。一千多根構(gòu)件組合成的空間幾何體及近千塊連接板的平面度、平行度、垂直度、正對距離誤差不能超過2毫米，這相當于一個一元硬幣厚度。
與此同時，構(gòu)件、連接板數(shù)量繁多給施工帶來了更大壓力。為將安裝誤差控制在2毫米內(nèi)，李長龍帶領(lǐng)向團隊堅持BIM技術(shù)先行，構(gòu)建4秒落塔可視化三維模型，對鋼結(jié)構(gòu)安裝全過程模擬，實現(xiàn)可視化施工，避免與其他專業(yè)的沖突與碰撞，有效解決了鋼結(jié)構(gòu)安裝精度及變形控制這一難點問題。
4秒電磁彈射微重力實驗裝置項目外觀渲染圖?！“草?攝為了保證整個鋼結(jié)構(gòu)體系的分毫不差，所有鋼結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場安裝全部采用螺栓與法蘭盤栓接形式，僅拇指粗細的高強螺栓就用了1.6萬余個?！八ń酉啾群附佑锌烧{(diào)整的空間，人工作業(yè)很難保證一次成型，過程中需要不斷地調(diào)整鋼結(jié)構(gòu)位置，才能確保萬無一失”，李長龍表示。
考慮到安裝時的緊密性，該項目特別制作了0.5毫米和1毫米兩種墊片，并在鋼結(jié)構(gòu)兩端各留出2毫米的空間，確保鋼結(jié)構(gòu)之間能夠以最小的空隙塞到一起，再用螺栓和墊片對縫隙進行填充。項目按照對稱安裝的方式，堅持“先縱再橫最后斜”的原則，對每一層鋼結(jié)構(gòu)進行安裝，確保安裝時塔體的變形最小，便于后期調(diào)整。
傳統(tǒng)施工工藝和現(xiàn)代新技術(shù)相結(jié)合是項目施工的最大亮點。在整體安裝時，專業(yè)的測量設(shè)備全面投用，逐層測量逐層糾偏，每連接一根鋼結(jié)構(gòu)都需要對位置進行重新校核；另外，該項目還用了傳統(tǒng)的線墜兒方式。“整個鋼結(jié)構(gòu)安裝完成后，我們在頂部拉出8根0.5毫米的鋼絲繩，尾部綁上鉛墜，確保自上而下自然垂落，根據(jù)結(jié)構(gòu)與鋼絲繩的位置進行最后的修正。”李長龍說，采用“多點間距離校準”+“三同心校準”+鉛錘定點雙控進行了精度測量監(jiān)控，項目成功把安裝精度控制在2mm以內(nèi)。
該項目的建設(shè)經(jīng)驗，也將為后續(xù)國內(nèi)千米落井裝置的關(guān)鍵技術(shù)驗證項目提供重要技術(shù)支持和施工保障，這也是繼“中國天眼”FAST之后，中建二局安裝公司再次助力國家大科學裝置成功實現(xiàn)預(yù)期目標。下一階段，項目團隊將繼續(xù)與各方密切配合，高效解決工程中出現(xiàn)的各類問題，努力把4秒落塔項目打造成為“中國第一、世界領(lǐng)先”的微重力實驗設(shè)施。(完)