蓝天下的“中国天眼”FAST工程。
国家天文台FAST项目研究人员和中电工程设计人员组成的现场踏勘组进行塔位选择和优化定位
海外网财经11月23日讯 日前，中电工程华北院电网工程部项目经理秦庆芝在“中国天眼FAST记者面对面”座谈会上向媒体介绍了中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司（以下简称“中电工程华北院”）参与FAST工程的建设情况。她表示，中电工程华北院从参与项目到竣工历经7年半时间，克服重重困难，圆满完成任务，同时填补了相关领域的项目技术空白，赢得了建设方的信任和高度好评。
如何破题
“如果把我国自主设计研发的500米口径球面射电望远镜比作‘天眼’的话，那么用来接收宇宙外来信号的装置系统——馈源舱就相当于它的‘瞳孔’，外围的6座百米高的支撑塔和6条钢丝绳索支撑着它自由灵活在距离地面140-180米、直径为207米的球冠面上运动，实现天文观测活动。”秦庆芝在接受采访时表示，在设计馈源支撑塔之初，由于塔址和建设标准等问题，给她和她的团队带来不小的困难。
不同于传统的输电铁塔和建筑结构塔，馈源支撑塔承载着馈源舱的支撑工作，除了对塔本身的刚度、精度、功能等有着特殊的要求之外，由于国内尚没有可参考和活用资料，以什么样的标准建造支撑塔也成了急需攻克的难题。
经过反复优化设计方案，并与天文台沟通，征求相关专家意见后，中电工程华北院最终确定了工程设计原则和执行的设计规范。
立塔选址
中国“天眼”所处的黔东南平塘县“大窝凼”常年雨量充沛，且周边山势陡峭，林木茂盛，在如此恶劣的环境中立塔选址无疑是难上加难。
据秦庆芝介绍，2009年9月始至2011年，国家天文台FAST项目研究人员和中电工程华北院设计人员共同组成现场踏勘组，多次到塔位现场进行塔位选择和优化定位, 针对陡崖区危岩较多、洼地地下岩溶洞隙、岩石节理裂隙较发育、块石堆积体等不良地质条件，主要对6个馈源支撑塔周围的地形、地貌、地层岩性和边坡稳定性做了现场调查和分析，评价立塔条件和优化确定塔位及逐个塔腿的定位。
“经过我院技术人员数次的现场考察、数据分析，以及反复计算，在顺 14°、顺18°、顺20°、顺23°、顺30°、逆8°等多方案的立塔可行性及经济技术比较后，确定14°为塔址定位优化方案。”秦庆芝如是说。
优化方案
据FAST馈源支撑塔工程主管经理任胜军介绍，中电工程华北院设计团队对馈源支撑塔整体结构方案进行重点优化，通过对组合角钢塔、钢管塔、钢管混凝土塔的比较，最终选用了钢管塔结构方案，并在钢管连接节点采用相关焊接技术，设备平台采用H型钢梁结构，增强了其稳定性。
同时，根据6个基塔位不同地形、地貌特点，馈源支撑塔采用了全方位长短腿和高低主柱基础相结合。“一方面满足了技术先进，安全可靠，环境友好，经济合理；另一方面，有效地减少了塔基面和山体岩石开方工程量，保护周围林木植被和自然地形地貌环境，降低工程建设投资，达到显著的经济和社会双重效益。”FAST馈源支撑塔工程中铁塔设计主设人施菁华补充到。
在馈源支撑塔的刚度上，6个基塔整体刚度大于1赫兹，塔高最高为182.5m，并依据各塔位不同地形采用了全方位长短腿；在精度上，6个基塔的相对位置是均匀的，塔顶标高的海拔高程为1108m；在功能上，馈源支撑塔能够满足重约30吨的馈源舱的支撑工作。同时，通过塔顶设备层平台连接索驱动设备，驱动6根钢索联动。此外，方便设备运行检修及安装，铁塔攀爬机、旋转爬梯等作业要求。
今日“天眼”，明日“利器”
从1995年酝酿选址至今，FAST已经历20年时间。据悉，建成后它的探测灵敏度预计将比目前世界最先进的美国阿雷西博望远镜提高近2.5倍，并在今后20到30年的时间里保持世界一流的地位。
古罗马的西塞罗曾有句名言：“如果一个人能对着天上的事物沉思，那么在他面对人间时就会更加高尚。”今天的“中国天眼”，见证了无数中国科技人员默默奋斗，化笃实守正之志为仰望苍穹之功；明日的“中国天眼”将成为中国天文学研究的“利器”，替人类倾听宇宙的声音、探索无穷的奥秘。（刘琼）
（责任编辑：马常艳）
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