2020-04-01 14:50 来源:福建炎黄纵横 作者:李传云

 

李霞打造“造楼怪兽”

李传云


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空中造楼机

 

我国首创的巨无霸“造楼怪兽”,以顶升力达到4000多吨的最牛实力,让千米高空的建筑施工如履平地。它的设计者李霞是一位80后奇女子。如今,她已发表相关技术学术论文5篇,获国家专利8项。

学习机械设计

今年38岁的李霞,湖北黔江人。父亲有一双巧手,能用一块块木料像变魔术般的装置成了茶几、书柜、小饭桌等精美家具。这让她羡慕不已,表示自己长大后,也跟着父亲做一名技艺精湛的木匠。后来,父亲在建一座30多层大楼时,因为脚手架搭建时出意外事故而坠楼身亡。母亲带着女儿远嫁他乡。

父亲去世给李霞带来悲伤,也带来思考。当时梦想着,如果科学家能发明一种像迷你版“航母”一样的平台,围在新建高楼的四周,而且随着楼层的升高也可以自动升高,让工人能在上面如履平地的干活就好了。然而,这种庞然大物谁能造出来?

有梦想就有动力。李霞参加高考,毫不犹豫地报了机械设计专业,成了班上30个同学中仅有的2名女生之一。机械设计枯燥无味,李霞学起来却津津有味,觉得机械设计很有创造性和挑战性。2007年,她在武汉理工大学机械电子工程专业取得硕士学位,毕业后进入国内一家知名重工龙头企业,从事机械设计工作,且一干就是5年。2012年,作为专业人才,李霞被引进中建三局工程技术研究院工作。第二年初,便开始着手廻转塔机课题研究。这时,她觉得,自己为造楼设计“航母平台”的梦想越来越近了!

设计建造“怪兽”

随着科技进步,国内外300米以上的超高层建筑越来越多,甚至要求建造500米高楼。这就需要一种科技含量更高的超大施工平台。要建造一栋500米高楼的物料和装备,大约需要五六十万吨,是300米高建筑用量的两倍,施工风险更是比300米高楼大了4倍,同时,对施工平台的稳定性和承重力的要求也更高。为此,2015年,中建三局技术研究院决定研发一种“造楼怪兽”,即“整体自顶升廻转式多吊机集成运行平台”。它的外形酷似“蝴蝶结”,号称“空中造楼机”。

李霞负责其中关键技术,即大型施工机械的结构设计与分析。这项技术包括空中造楼机的两大创新点——廻转驱动系统和支撑顶升系统。怎样实现多吊机360°换位,怎样解决廻转平台高承载和自爬升问题,成了李霞设计与验证方案可行性的关键点。

这项研发工作历时3年多,验证方案又花了一年。开始时,李霞依据旋转餐厅的原理,设计外环转动来实现吊机360°覆盖超高层建筑,因“跨距比较大”而被推翻。接着,她又设计出像“三个花瓣”的廻转平台,也因多种因素未能实现。李霞并不气馁,她和团队成员翻阅大量文献资料,考察国内几十家廻转支承厂家,在产品安全使用的技术、环境影响因素、安全系数等方面严格要求,刻苦攻关,最终找到了解决360°换位方法。然而,问题解决后,另一个难点又出现,即廻转平台高承载和自爬升。为了解决承载课题,李霞和她的团队经历了不少于200次反复验算、优化和分析,攻克了技术难关后,完成了设想方案的可行性验证,成功设计出了“蝴蝶结”廻转平台系统,技术人员称之“空中造楼机”。

2018年,“空中造楼机”终于横空出世。它总高40多米,自重近2000吨,可位于建筑上端运作。从技术层面上说,它集成了塔吊等装备和设施,营造了一个绿色安全的“移动建造工厂”,高峰时可以容纳200至300人同时施工。

“空中造楼机”犹如一头庞大的“怪兽”,平台上布满安全监控传感器,监视着工程质量。比如,倾角传感器,如果平台出现倾斜呈一定角度时,传感器就会报警。有了“空中造楼机”,建筑工人盖楼就像在工厂中制造普通商品一样,尽量避免工人裸露在楼外,减少受伤的可能性。当这头庞大的“怪兽”出现在施工现场时,很多人都惊讶得说不出话来了,一个个仰望高空惊叹连连。

4天盖起一层楼

“空中造楼机”是中国首创,最牛的实力就在于,它的顶升力达4000多吨,能让建筑施工在千米高空如履平地,在8级大风中平稳进行,甚至可以抵御14级大风。仔细观察,它装有像搓衣板一样的“微凸支点”。依靠微凸支点,大楼的墙体就变成了攀岩墙。造楼机驮着负重,像猴子爬树,一层层向上攀爬。有了它,实现了施工电梯直达平台,实现卸料平台、混凝土布料机、临建设施、物料堆场等与模架的集成,可缩短20%的工期。依靠它,迄今为止,全球300米以上的高楼,有将近70%是中国建造。此前,建造500米以上的高楼是世界难题,也因“空中造楼机”的出现,这个难题也被中国轻而易举的破解了。

“空中造楼机”4天可以盖一层楼,施工速度惊艳了世界!这是因为,它的廻转驱动系统,实现了塔机(用于建筑施工中的起重设备)吊装范围对超高层建筑的360°全覆盖,比以往建筑施工方式可节省30%~40%的费用支出。支撑顶升系统,简化了各塔机附着、爬升工艺,相比以往建筑施工方式,每层可节省五分之一的工期。

“空中造楼机”有两大创新点的核心技术,均由李霞带队设计完成。前年,中央电视台《大国重器》节目,专门对“空中造楼机”进行了报道,称:“这是中国高度、中国效率、绿色节能的建筑方式,以绝对的优势领跑世界”。李霞为之感到骄傲和自豪。

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高层建筑