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2008年5月17日 星期六
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走出象牙塔 學者參與建設京奧工程


http://paper.wenweipo.com   [2008-05-17]
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文:曾家輝

 對香港人來說,奧運曾經是很遙遠的事。直至李麗珊為港贏到第一面金牌,在鏡頭前說了句「香港運動員不是垃圾」後,港人才明白這項4年一度的體育盛事,原來自己都有份。

 不過,08北京奧運對港人來得更有意義──我們不但有參賽的份兒,更能協辦馬術比賽,而且更有不少港人參與籌辦工作,從頭到尾投身其中。除了早前我們訪問的奧雅納(Arup)董事郭家耀,其實還有一些港人在背後「默默做無人知」,好像這兩位謙謙學者──香港理工大學土木及結構工程學系副教授鹿明博士及講座教授兼系主任徐幼麟教授。

 大家可能以為,搞好一個奧運會,除了運動員,還需要出色的項目管理人員、建築師、市場推廣策劃……但未必需要學者,雖然他們有專業知識,但大家懷疑他們只會待在象牙塔,未必能切合實際需要。不過,鹿明及徐幼麟卻證明此言差矣──皆因他們有份建成鳥巢及其他首都大型建設項目。

整合數據 工程不會遲

 據鹿明解釋,他和清華大學的張建平博士領導一個研究小組,攜手以鳥巢工程為研究及實踐對象,開發出一套由核心電腦系統平台支援的專案計劃及優化方法,以應用於大型複雜工程。

 「我們先在三維環境中把建築環境資料、建築構件之間的關係以及施工工序等數據整合,再使用電腦輔助設計系統,將鳥巢的規劃及建造過程圖像化,工程師便能輕易找出關鍵工序的正確位置,再放大局部影像,繼而進行詳細的電腦模擬,模擬操作的結果,能以立體動畫顯示出來。」

 透過這套動態建造過程電腦仿真系統,工程師及項目經理除更有效掌握項目的整體進度,還能評估不同方案所需的時間及資源,以便應用在運用吊車等資源、安排構件安裝次序、規劃地盤布置及應用,及控制工序時間等方面。

 「透過這系統,不但能顯示工程不同細節的關係,更可以評估及預算種種變數,設計出最好的方案,簡單來說是能計算出用料、人手、工程費用、時間等,即是所有事都能計在心中。」

不枉十年心血

 鳥巢的外圍由不規則的鋼枝錯綜複雜地建成,如果第一根鋼枝的擺放位置出錯,後面所有的努力也會白費,所以鹿明指出,事前精密計算很重要,模擬系統在這方面可計算出所有的程序。

 「雖然這研究由香港研究資助局及中國國家自然科學基金支持,但研究絕對有實用性,而且我們首個研究對象就是鳥巢,說到底也是為奧運出一分力。研究結果能為中國未來建築項目管理智能化奠定基礎,制訂規範和標準,更有助推動內地與香港發展建造工程項目管理產業,對本港建築業也有一定裨益。」鹿明自豪地說。

 鹿明還透露,整個模擬系統是他花了10年時間的心血結晶─他從1996年開始構思,直至2000年加入理大後,獲得校方及港府的研究基金資助約400萬元經費,研究至今年中才完成。他曾先後走訪香港大大小小逾20個地盤,實地搜集數據。此系統可計算出建築每一個過程及所花的時間、用料,並根據已貯存數據協助建築師進行分析及作出正確決定,所以鹿明笑指,這系統的經驗十分豐富,令很多人立即變成「大師」。

額外功能 監督大懶蟲

 在系統協助下,老闆和管工可準確地監察工程進度,甚至找出「有無人偷懶」。因為只要輸入工序所需數據,如地盤面積、工序數量等,系統更會考慮所有突發情況,包括天氣突變因素,計算出實際用料數量、工程金額、完工日期等,準確度超過9成。如實際進度與計算結果不符,代表工人可能在偷懶。

 「香港工人其實很勤力的,開工時間長,但有時是因為水泥運往地盤時間有誤差,令工人白等。為解決這問題,模擬系統設有水泥分派程式,配合使用全球衛星定位系統,水泥廠方面可更準確安排送貨時間,地盤工人就不用呆等,省時兼提升生產力。」

 鹿明還說,除北京率先使用這系統,香港路政署及本地建築公司在興建通往深圳的西部通道時也採用,並大讚其可靠性。

精密測量 控制震動

 除了鹿明,理大另一個學者徐幼麟也有份參與鳥巢及中央電視台新址因交通引起的環境震動測量工程。

 中央電視台新址主樓造型獨特,兩座Z形的塔樓高200多米,從一個共同的平台升起,在上部懸空會合,整個結構受力複雜,確保大樓內的人和精密儀器不會受到鄰近公路,及地鐵交通引起的震動所影響,結構監控尤為重要。

 這項測量工程由徐幼麟教授和北京交通大學夏禾教授負責,分4個階段進行。「第1階段的測量報告已在07年6月完成,而第2階段的測量亦已展開。我會將現場測量到的數據,用來驗證由交通工具引發的震動,與主樓懸空樓層的震動之間的關係。」

 徐幼麟表示,測量工程對儀器的精密度和準確度,以及測量人員的技術均有十分高的要求,而主樓佔地廣闊,所以測量範圍和數據分析量亦相當大,加上現場環境噪音干擾多,令這次測量工程的難度增加。

嘆市民認識太少

 大家可能對徐幼麟不是很認識,他是建橋築路的專家,主要研究風與地震對樓宇結構及大跨度橋樑的影響、大型建築物的震動控制等,他更曾參與青馬大橋及昂船洲大橋等項目的諮詢研究工作。

 「普通市民未必明白到測震的重要性,但由於鳥巢及中央電視台新大樓十分高,風的力度會影響建築物的結構,做好防震測量更有助改善建築設計及用料。和北京交通大學合作參與北京市這兩個世界建築奇蹟工程,不但肯定了理大在土木及結構工程方面的成就,最重要是推動內地和香港在這方面的研究及人才培育。」

 一直以來,不少評論指香港學者只懂掏研究經費,但鹿明及徐幼麟卻證明自己的研究是「站得住腳」的。

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