FAST工程饋源支撐塔：步天歌觀千垣萬宿 舉天眼探寰宇蒼穹

文／馬愛平

日前，國家天文臺研究團隊利用“中國天眼”FAST望遠鏡在觀測中取得的重要進展，正式發布了201顆新脈沖星的發現。

筑大國重器探無垠宇宙，當年那場舉世矚目世界級天文科學研究重大工程——“中國天眼”工程（簡稱FAST）建設實踐中，有這樣一個攻堅克難、能打勝仗的戰斗集體，與中國的天文工作者為項目建設添磚加瓦、并肩戰斗，這便是中國能建規劃設計集團華北院FAST饋源支撐塔工程項目設計團隊，他們在陡崖懸壁間展開了前所未有的攻堅戰；他們精誠協作共同組成FAST現場踏勘組，優化定位；他們潛心鉆研做設計，精雕細琢繪藍圖。

勇攀技術高峰

饋源支撐塔承載并懸吊“中國天眼”工程的核心機構——饋源艙，有承載拉索系統、安裝設備、自動爬塔機安裝、旋轉爬梯、配重、標志等多種功能，對整個工程來說至關重要。

FAST饋源支撐塔可謂“南天一柱”是工程設計的重頭戲。饋源支撐塔設計不同于輸電鐵塔和建筑結構塔，它是世界最大單口徑射電望遠鏡饋源艙的支撐結構塔，剛度、精度、功能及特殊要求高，沒有可參考和活用的資料。

為滿足和實現國家天文臺FAST工程的建設要求，華北院設計團隊無論是饋源支撐塔，還是塔基；無論是附屬設施，還是防雷接地；無論是安裝鋼索，還是導索；無論是6座支撐塔塔索聯動，還是預防塔架位移；無論是防止塔架變形，還是防洪排水，均經過大量科學的分析、計算、論證，并多次進行可研方案修訂、完善，最終提出FAST饋源支撐塔工程項目“特色長短腿”為主的設計方案。

在饋源支撐塔設計中，華北院采用正四邊形斷面鋼管塔，塔頂設置了5米×5米×5.5米的H型鋼梁設備層，實現饋源支撐塔與驅動拉索的接口。塔登塔措施采用鐵塔攀爬機，并設有旋轉爬梯。依據6基塔位洼地地形、地貌及地層巖性特點，鋼管塔和基礎采用全方位長短腿和高低主柱基礎相結合，有效減少塔基面和山體開方，保護周圍林木植被和自然環境，力求經濟效益和社會效益顯著。

2009至2011年間，華北院設計團隊與國家天文臺FAST研究人員共同組成現場踏勘組，攀巖化險、優化定位，確定各長短腿的位置；在某些技術難點問題上還組織行業技術專家開展專題論證，邀請華北院的全國工程勘察大師進行專題技術指導，并將技術指導意見貫徹于具體的設計工作中，出色完成了FAST饋源支撐塔工程項目設計任務，贏得了國家天文臺的肯定。

巾幗不讓須眉

在華北院FAST饋源支撐塔工程設計團隊中有這樣兩位“花木蘭”，一位是項目經理秦慶芝，另一位是主任工程師施菁華。

秦慶芝，從事輸電設計四十余年的老同志，年近六旬勇擔FAST饋源支撐塔工程設計項目經理。自上任伊始，處事果斷，雷厲風行，專業協調干脆利落，關鍵環節事必躬親，溝通及時準確。“我和我的團隊非常榮幸參與了FAST工程建設，結識了首席科學家南仁東和他的團隊，并與他們精誠合作，共同對饋源支撐塔優化設計、攻克難關。饋源支撐塔的整體剛度；控制精度、塔索聯動、功能及特殊要求非常高；沒有可參考和借鑒的資料等等困難，本著高度使命感，我們在設計過程中創造條件、攻堅克難、優化方案、精心設計，實現了6塔6索順利聯調一次升艙成功且穩定運行。”秦慶芝說。

施菁華，畢業于清華大學結構專業、FAST饋源支撐塔設計的專業主設人。一副眼鏡掛在清秀、文靜略帶羞澀的臉龐，可書卷氣的她工作中卻是充滿了嚴謹、細致。“FAST工程臺址處于巖溶洼地內，四周山巒環繞，中心低下，地形和地質條件比較復雜。而且地處深山，雨季綿長，蚊蟲橫飛，居住條件簡陋，我們和國家天文臺的科研工作者一起，經過數次現場考察、大量數據分析，以及反復計算，在眾多方案中確定了最優化方案。”施菁華說。

正是由于秦慶芝、施菁華這樣的領頭人，那巾幗不讓須眉之風采鼓舞、鞭策著設計團隊每個成員。2016年7月3日上午10點，貴州省平塘縣克度鎮“大窩凼”洼地，伴隨著隆隆的鞭炮聲，全球最大的500米口徑球面射電天文望遠鏡FAST工程，主動反射面4450塊面板中的最后一塊面板精準順利安裝在索網上，實現了主體建設的“合攏”，標志著擁有我國自主創新成果，走在世界科學前沿的國家重大科技基礎設施建設項目的“觀天巨眼”FAST主體工程順利竣工，讓中國擁有了最靈敏的“耳朵”。