(來源:河北日報(bào))
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石家莊鐵道大學(xué)風(fēng)工程研究中心主任劉慶寬
破解“風(fēng)的密碼”,守護(hù)工程安全
10月17日,劉慶寬(左三)和學(xué)生對體育場大跨度結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載和風(fēng)環(huán)境進(jìn)行研究。 本報(bào)記者 史晟全攝
□本報(bào)記者 高 珊
10月14日,石家莊鐵道大學(xué)風(fēng)工程研究中心風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室里,青年教師孫一飛和幾名學(xué)生一起,在一座綠色回形風(fēng)洞管道里調(diào)整著測壓模型的安裝角度。
“這是劉老師一手規(guī)劃籌建起來的‘寶貝’?!笨粗矍暗摹按蠹一铩?,孫一飛充滿自豪。
孫一飛口中的劉老師,就是石家莊鐵道大學(xué)風(fēng)工程研究中心主任劉慶寬。他所說的“寶貝”,是這個國際首創(chuàng)的回直流可變、雙實(shí)驗(yàn)段風(fēng)洞設(shè)備。它不僅能模擬高達(dá)80米/秒(超過32.6米/秒就是12級風(fēng))的強(qiáng)風(fēng),還能復(fù)現(xiàn)從細(xì)雨到暴雨的各級降雨,是團(tuán)隊(duì)最核心的科研利器。
它的誕生,來自劉慶寬2007年從日本學(xué)成歸國后的堅(jiān)定信念。“當(dāng)時正值國內(nèi)土木建設(shè)蓬勃發(fā)展,抗風(fēng)研究有很大的需求和應(yīng)用,國內(nèi)的大氣邊界層風(fēng)洞較少,大試驗(yàn)風(fēng)速范圍和多功能的風(fēng)洞更少,我們應(yīng)該有獨(dú)具特色的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室?!眲c寬的話樸實(shí)而有力。
籌建之初,經(jīng)費(fèi)緊張,他為找到性價(jià)比最高的鋼材,前后聯(lián)系了50家供應(yīng)商;設(shè)計(jì)圖紙修改了無數(shù)遍,只為“用有限的資金,實(shí)現(xiàn)最多的功能”。
2009年,風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室終于建成。2022年北京冬奧會,劉慶寬和團(tuán)隊(duì)站到了聚光燈下。
張家口賽區(qū),白色的防風(fēng)網(wǎng)如同賽道旁的“守護(hù)神”,確保了空中技巧和U型場地技巧比賽的順利進(jìn)行。這背后,是劉慶寬團(tuán)隊(duì)多年研究的厚積薄發(fā)。
劉慶寬介紹:“防風(fēng)網(wǎng)要‘剛?cè)岵?jì)’,既要足夠堅(jiān)韌,能抵抗強(qiáng)風(fēng)的拉力,又要足夠‘溫和’,能有效遮風(fēng)、透光,不影響比賽和觀賽?!?/p>
研發(fā)過程是對細(xì)節(jié)的極致打磨。從材料選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到現(xiàn)場安裝的每一個環(huán)節(jié),他都要求做到分毫無誤。
劉慶寬是個“細(xì)節(jié)控”。孫一飛對此深有體會:“一個測壓孔的位置偏差一毫米,一組數(shù)據(jù)曲線不夠平滑,都必須推倒重來。他常說,我們給建筑‘拍CT’,數(shù)據(jù)不準(zhǔn),開的‘藥方’就全錯了。”
這種對精準(zhǔn)的執(zhí)著,最終凝結(jié)成厚度僅4毫米卻性能卓越的防風(fēng)網(wǎng),打破了國外技術(shù)壟斷,獲得了國際雪聯(lián)的高度認(rèn)可。
在風(fēng)工程研究中心的陳列室里,幾百張風(fēng)洞試驗(yàn)的工程照片貼滿了整面墻?!斑@是哈爾濱大劇院,這是三亞河心島橋,這是馬來西亞的跨海大橋……”孫一飛介紹著他們曾經(jīng)參與的眾多項(xiàng)目,如數(shù)家珍。
這些年來,劉慶寬帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)累計(jì)為國內(nèi)外300多個重大工程進(jìn)行了抗風(fēng)專項(xiàng)研究,用精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)和創(chuàng)新的方法,為無數(shù)重大工程的“骨骼”注入抗風(fēng)韌性,既保障了結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)安全,又避免了工程投資的浪費(fèi)。
團(tuán)隊(duì)曾負(fù)責(zé)東南沿海某電廠大跨度煤棚鋼結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)研究。最初的設(shè)計(jì)方案沒有進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn),劉慶寬團(tuán)隊(duì)完成試驗(yàn)后,發(fā)現(xiàn)實(shí)際風(fēng)荷載比原設(shè)計(jì)值小很多,為工程節(jié)省了大量建設(shè)費(fèi)用。更令人驚喜的是,工程竣工后不久就遭遇強(qiáng)臺風(fēng),當(dāng)?shù)夭簧俳Y(jié)構(gòu)被不同程度吹壞,而這個大跨度煤棚完好無損。
“我們一直特別追求數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性,雷諾數(shù)效應(yīng)等方面是我們團(tuán)隊(duì)研究的重要特色?!眲c寬說。正是一絲不茍的科研精神,讓團(tuán)隊(duì)兩次榮獲河北省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎。
如今,劉慶寬正帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開拓新的研究方向——將防風(fēng)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于光伏和工業(yè)場地。在內(nèi)蒙古的一個300兆瓦光伏項(xiàng)目中,他們研發(fā)的技術(shù)降低了場地風(fēng)速,進(jìn)而試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì),初步測算能為項(xiàng)目節(jié)省約15%的建設(shè)成本。
“風(fēng)工程研究是實(shí)用性很強(qiáng)的學(xué)科,最終目標(biāo)是為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展服務(wù)。”劉慶寬表示,“我們會繼續(xù)把研究做深做實(shí),同時加強(qiáng)成果應(yīng)用,守護(hù)建筑和橋梁的安全。”
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