模拟火星重力 亚洲首个航天领域“跳楼机”项目钢结构竣工验收

4秒电磁发射微重力实验装置项目内部钢结构施工。 安萱摄

中新网北京8月23日电(王东坡) 4秒发射至40米高空，坠落地面是一种怎样的体验？ 近日，北京市海淀区航天领域“飞楼机”高科技实验装置项目钢结构工程竣工验收，正式进入核心试验装置安装阶段。

该“跳汰机”名为4秒电磁发射微重力实验装置项目，位于北京市海淀区中科院北京新技术基地内。 作为国家大科学装置，这是亚洲首次、世界第二例工程。 该装置由与炮弹形状相似的直线电机驱动整个实验室，电机全过程控制加速度过程，采用“2秒钟向40米高空发射，2秒钟返回”的方式产生微重力和超重环境，最终模拟微重力、月球重力、火星重力等运动模型，用于航天大规模空间科学项目

4秒电磁发射微重力实验装置项目内部钢结构施工。 安萱摄

此类高精钢项目建筑高度仅为40米，占地面积仅为136平方米，总用钢量不足千吨。 “136平米约等于一个三室两厅。 施工了十几年，从没见过这么小的。 ”中建二局安装公司项目经理李长龙说，平地立高塔看起来很容易，但实际项目“麻雀虽小，五脏俱全”，为了实现微重力环境，发射装置包裹在两层六角形钢结构中其中内塔钢结构用于连接电机设备，外塔钢结构用于控制轨道装置整体稳定性。

高精钢的国家大科学装置随之而来的是2毫米的严格精度要求，施工难度集中在钢结构安装环节。 “施工技术和质量标准要求极高，‘零焊’、‘全螺栓’方式难以保证常规施工方法和技术。 ”李长龙说，4秒钟落塔项目钢结构安装过程与普通钢结构工程有本质区别。 千余根杆件组合而成的空间几何和近千块连接板的平面度、平行度、垂直度、正对距离误差不得超过2毫米。 这相当于1日元硬币的厚度。

与此同时，构件、连接板数量多给施工带来了更大的压力。 为了将安装误差控制在2毫米以内，李长龙在团队中坚持BIM技术领先，建立了4秒钟落塔可视化三维模型，对钢结构安装全过程进行了仿真，实现了可视化施工，避免了与其他专家的碰撞和冲突，实现了钢结构安装精度和变形控制

4秒电磁发射微重力实验装置项目外观渲染图。 安萱摄

为了保证整个钢结构体系不差一寸，所有钢结构现场安装均采用螺栓法兰螺栓连接形式，仅拇指粗的高强螺栓使用1.6万多个。 “与焊接相比，栓锁有更大的可调空间，人工操作很难保证一次成型，需要中途不断调整钢结构位置，才能确保万无一失。”李长龙说。

本项目考虑安装时的紧密性，特别制作0.5mm和1mm两种垫片，钢结构两端各预留2mm的空间，使钢结构之间填满最小间隙，用螺栓和垫片填补间隙。 项目按照对称安装方式，坚持“先纵，后横，最后斜”的原则，对每层钢结构进行安装，确保安装时塔体变形最小，便于后期调整。

传统施工技术与现代新技术相结合是项目施工的最大亮点。 整体安装时，需全面投用专业测量设备，逐级测量并逐级纠正，每次连接钢结构时重新校核位置； 另外，该项目采用了传统的吊坠方式。 “钢结构整体安装完毕后，在顶部引出8根0.5mm的钢丝绳，尾部系上铅坠，使其自上而下自然掉落，根据结构和钢丝绳位置进行最后修改。 ”李长龙介绍，采用“多点距离校准”“三同心校准”铅锤定点双控进行精度测量监测，项目成功将安装精度控制在2mm以内。

该项目的建设经验，将为后续国内千米落井装置关键技术验证项目提供重要的技术支撑和施工保障。 这也是继“中国天眼”FAST之后，中建二局安装公司再次帮助国家大科学装置实现预期目标。 下一阶段，项目组将继续与各方密切配合，有效解决施工中出现的各类问题，努力把4秒钟落塔工程建成“中国第一、世界领先”微重力实验设施。 (完) )。