FAST工程馈源支撑塔：步天歌观千垣万宿 举天眼探寰宇苍穹

文／马爱平

日前，国家天文台研究团队利用“中国天眼”FAST望远镜在观测中取得的重要进展，正式发布了201颗新脉冲星的发现。

筑大国重器探无垠宇宙，当年那场举世瞩目世界级天文科学研究重大工程——“中国天眼”工程（简称FAST）建设实践中，有这样一个攻坚克难、能打胜仗的战斗集体，与中国的天文工作者为项目建设添砖加瓦、并肩战斗，这便是中国能建规划设计集团华北院FAST馈源支撑塔工程项目设计团队，他们在陡崖悬壁间展开了前所未有的攻坚战；他们精诚协作共同组成FAST现场踏勘组，优化定位；他们潜心钻研做设计，精雕细琢绘蓝图。

勇攀技术高峰

馈源支撑塔承载并悬吊“中国天眼”工程的核心机构——馈源舱，有承载拉索系统、安装设备、自动爬塔机安装、旋转爬梯、配重、标志等多种功能，对整个工程来说至关重要。

FAST馈源支撑塔可谓“南天一柱”是工程设计的重头戏。馈源支撑塔设计不同于输电铁塔和建筑结构塔，它是世界最大单口径射电望远镜馈源舱的支撑结构塔，刚度、精度、功能及特殊要求高，没有可参考和活用的资料。

为满足和实现国家天文台FAST工程的建设要求，华北院设计团队无论是馈源支撑塔，还是塔基；无论是附属设施，还是防雷接地；无论是安装钢索，还是导索；无论是6座支撑塔塔索联动，还是预防塔架位移；无论是防止塔架变形，还是防洪排水，均经过大量科学的分析、计算、论证，并多次进行可研方案修订、完善，最终提出FAST馈源支撑塔工程项目“特色长短腿”为主的设计方案。

在馈源支撑塔设计中，华北院采用正四边形断面钢管塔，塔顶设置了5米×5米×5.5米的H型钢梁设备层，实现馈源支撑塔与驱动拉索的接口。塔登塔措施采用铁塔攀爬机，并设有旋转爬梯。依据6基塔位洼地地形、地貌及地层岩性特点，钢管塔和基础采用全方位长短腿和高低主柱基础相结合，有效减少塔基面和山体开方，保护周围林木植被和自然环境，力求经济效益和社会效益显著。

2009至2011年间，华北院设计团队与国家天文台FAST研究人员共同组成现场踏勘组，攀岩化险、优化定位，确定各长短腿的位置；在某些技术难点问题上还组织行业技术专家开展专题论证，邀请华北院的全国工程勘察大师进行专题技术指导，并将技术指导意见贯彻于具体的设计工作中，出色完成了FAST馈源支撑塔工程项目设计任务，赢得了国家天文台的肯定。

巾帼不让须眉

在华北院FAST馈源支撑塔工程设计团队中有这样两位“花木兰”，一位是项目经理秦庆芝，另一位是主任工程师施菁华。

秦庆芝，从事输电设计四十余年的老同志，年近六旬勇担FAST馈源支撑塔工程设计项目经理。自上任伊始，处事果断，雷厉风行，专业协调干脆利落，关键环节事必躬亲，沟通及时准确。“我和我的团队非常荣幸参与了FAST工程建设，结识了首席科学家南仁东和他的团队，并与他们精诚合作，共同对馈源支撑塔优化设计、攻克难关。馈源支撑塔的整体刚度；控制精度、塔索联动、功能及特殊要求非常高；没有可参考和借鉴的资料等等困难，本着高度使命感，我们在设计过程中创造条件、攻坚克难、优化方案、精心设计，实现了6塔6索顺利联调一次升舱成功且稳定运行。”秦庆芝说。

施菁华，毕业于清华大学结构专业、FAST馈源支撑塔设计的专业主设人。一副眼镜挂在清秀、文静略带羞涩的脸庞，可书卷气的她工作中却是充满了严谨、细致。“FAST工程台址处于岩溶洼地内，四周山峦环绕，中心低下，地形和地质条件比较复杂。而且地处深山，雨季绵长，蚊虫横飞，居住条件简陋，我们和国家天文台的科研工作者一起，经过数次现场考察、大量数据分析，以及反复计算，在众多方案中确定了最优化方案。”施菁华说。

正是由于秦庆芝、施菁华这样的领头人，那巾帼不让须眉之风采鼓舞、鞭策着设计团队每个成员。2016年7月3日上午10点，贵州省平塘县克度镇“大窝凼”洼地，伴随着隆隆的鞭炮声，全球最大的500米口径球面射电天文望远镜FAST工程，主动反射面4450块面板中的最后一块面板精准顺利安装在索网上，实现了主体建设的“合拢”，标志着拥有我国自主创新成果，走在世界科学前沿的国家重大科技基础设施建设项目的“观天巨眼”FAST主体工程顺利竣工，让中国拥有了最灵敏的“耳朵”。