500m口径球面射电望远镜(FAST)工程
一、工程概况
FAST是国家“十一五”重大科技基础设施建设项目,开创了建造巨型望远镜的新模式,成功地建设了反射面相当于30个足球场的射电望远镜,灵敏度达到世界第二大望远镜的2.5倍以上,大幅拓展人类的视野,用于探索宇宙起源和演化。
FAST全新的设计理念带来了极大的技术挑战。巨大的反射面能根据天体的目标位置实时地主动调节形状,在观测方向上形成300m直径的瞬时抛物面;30t的馈源舱在140m的高空、206m的范围内,利用六根钢索进行高精度控制。反射面和馈源舱须在公里级的尺度上实现毫米级的动态控制精度。巨大工程体量、超高精度要求及特殊的工作方式,造就了FAST前所未有的技术挑战。
工程于2011年3月25日开工建设,2016年9月25日竣工,总投资11.74亿元。
二、科技创新与新技术应用
1、创建了超大型射电望远镜的新系统,即主动反射面、馈源支撑等系统,实现了500m口径反射面主动变位和馈源舱高精度定位,是射电望远镜建造技术的重大突破。
2、提出了适应山区复杂地形的圈梁支承形式,发明了索网形态分析的目标位形初应变补偿法,研究了主动变位的索网疲劳性能,实现了FAST大尺度、超高精度及主动变位等创新性结构设计。
3、研制了500MPa超高应力幅及毫米级精度的结构钢索,发明了多种大跨度、高精度施工工法,突破了现场极其苛刻的复杂场地限制,实现了建设完成跨度极大、精度极高的望远镜主体结构,是建筑工程史上一大创举。
4、发明了大尺度、高精度、高动态测量控制与安全评估技术,实现了提供反射面高精度位置信息和全天候、高精度、大尺度高采样率的馈源支撑动态测量。
5、在管理创新方面,采用了全过程工程咨询模式,开创了 “十字形”交叉管理系统和“五维一体”的项目管理方式,实现了节能、绿色、环保等管理体系的有机融合,开启了大科学工程建设管理的新模式。
三、获奖情况
1、 2018年度英国结构工程师学会杰出结构大奖;
2 、“大跨度结构技术创新与工程应用”获得2019年度国家科技进步奖二等奖;
3 、“500m口径球面射电望远镜超大空间结构工程创新与实践”获得2016年度北京市科学技术奖一等奖;2015年度中国钢结构协会科学技术奖特等奖;
4、“500m口径射电望远镜柔性并联索驱动系统技术及装备”获得2018年度辽宁省科学技术进步奖一等奖;
5、“500MPa应力幅耐疲劳高精度索网关键技术的研究与应用”获得2016年度广西壮族自治区科学技术奖技术发明奖一等奖;
6 、“500m口径球面射电望远镜反射面结构单元建造技术创新与实践”获得2020年度浙江省科学技术进步奖二等奖;
7 、“大芯数、超稳定、弯曲可动光缆关键技术研究及产业化”获得2017年度贵州省科学技术进步奖二等奖”;
8、2017年度中国勘察设计协会全国优秀工程勘察设计行业奖“优秀建筑结构专业”一等奖;
9、2019年度中国勘察设计协会行业优秀勘察设计奖“优秀工程勘察与岩土工程”一等奖;
10、2018年度贵州省优秀工程勘察设计评选委员会贵州省优秀工程勘察设计奖一等奖;
11、2018~2019年度中国建筑业协会中国建设工程鲁班奖(国家优质工程);
12、2017年度贵州省住房和城乡建设厅贵州省黄果树杯优质工程奖;
13、2017年度中国建筑金属结构协会第十二届第二批中国钢结构金奖。