李传云
37岁的李霞,是湖北黔江人。她对机械设计的喜欢或许源自父亲。父亲是当地远近闻名的木匠,李霞从小生活在各种工具和木料中,见证着父亲将一块块木料,变成茶几、书柜、小饭桌等一件件精美的家具。
那时,李霞幻想等自己长大后,也要像父亲一样做一名技艺精湛的木匠。父亲听后却笑了起来,说:“女孩子哪有干木工活的,你应该当工程师、设计师什么的,工作环境好、收入又高,比学这门老手艺强百倍!”后来,爱美的李霞还真对做服装设计师产生了浓厚兴趣。不料读中学时发生的一件事,却彻底改变了她的想法。
一次,和李霞关系非常要好的一个女同学,忽然转学了。后来她才知道,同学的父亲是名建筑工人,施工时因为脚手架搭建出了问题,竟意外坠楼身亡。同学的母亲失去了经济来源,不得不带着女儿远嫁他乡。
这件事对李霞触动很大,她询问一个在工地上干活的亲戚,亲戚告诉她,当建筑工人的风险真的很大。因为脚手架上的空间非常有限,又是高空作业,尤其遇到刮大风的时候,就隐藏着很大的风险。李霞当时就幻想着,如果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,让工人能在上面如履平地地干活就好了。亲戚听了哈哈大笑说:“你是科幻小说看多了吧,这种庞然大物一样的怪兽,谁能造出来?”
李霞听了很不服气,她想,如果把海上石油钻井平台和消防队用的云梯结合起来,说不定还真能打造出这种“建楼神器”!
李霞(右四)和同事们在迂转塔机第一次试安装现场合影
抱着这种想法,参加高考时看到机械设计专业,李霞毫不犹豫地报了。班里30个同学中28个是男孩,只有她和另外一个女生。最逗的是,这个旁人觉得枯燥无味的专业,李霞学起来却津津有味。
2007年,在武汉理工大学机械电子工程专业取得硕士学位后,李霞进入国内一家重工龙头企业,从事机械设计工作。5年间,她作品不断,积累了丰富的设计经验。
2012年,作为一名机械设计专业人才,李霞被引进中建三局工程技术研究院工作。第二年初,她便开始着手研究廻转塔机课题。施工+重工,大多数人都会认为这是女性毫无兴趣甚至避之不及的领域,但李霞却始终觉得“很有趣”,并为自己大膽选择这么“刚硬”的领域而自豪。
李霞说,随着300米以上的超高层建筑越来越多,急需一种科技含量更高的超大施工平台。面对这种情况,2015年,中建三局工程技术研究院决定研发一种“造楼怪兽”——“整体自顶升廻转式多吊机集成运行平台”,也就是如今大名鼎鼎的“空中造楼机”。
在这支研发团队中,李霞是唯一一名女性设计师,负责这款造楼神器的关键技术,即大型施工机械的结构设计与分析。它包括了空中造楼机的两大创新点——廻转驱动系统和支承顶升系统。
在进行机械设计中,李霞想在实现其功能的同时,美观性也要展现出来。所以,她最初的一个方案是环形的,上面缀满了五角星,相当漂亮。在“五角星”方案中,为了实现多吊机360°换位,她设想让塔机自行在平台上移动,但每个塔机自重三四百吨,转弯的半径比较大,自行移动不太靠谱。接着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,也因跨距较大而被推翻。后来,她又根据中建三局在沈阳的一个建筑项目,设计出像“三个花瓣”的廻转平台,也因多种因素未能实现。
此外,技术上的攻关同样是前所未有。多吊机平台体型庞大,这种大型回转技术,国内外从未出现过。为了解决难题,李霞和团队成员翻阅了大量资料,考察了国内几十家回转支承厂家。在精准提出产品安全使用的技术、环境影响因素、安全系数等要求,与厂家上百次反复沟通后,他们最终找到了解决360°换位问题的方法。
而解决廻转平台高承载和自爬升,也是一个难关。为了解决承载问题,李霞经历了不少于200次的反复验算、优化和分析。最终,他们成功设计出了“蝴蝶结”廻转平台系统。
“研发初期阶段,考验的是专业功底,教科书中没有可直接引用的方法,创新总是比较难的。”李霞说,试验阶段的苦,只是环境上的苦,算不上什么。在她看来,无论是对待研究的困难,还是对抗艰苦环境,女性的韧性其实往往更强。
2018年,这个“国之重器”终于横空出世。它采用智能控制、机械工作的方式,来实现高层建筑的智能建造,又因为它将全部的工艺过程集中,并且一层一层在空中完成,因此也被称为“空中造楼机”。这个平台犹如一头庞大的“怪兽”,位于建筑上端,营造了一个绿色安全的“移动建造工厂”,高峰时可以容纳200~300人同时施工。
作为中国首创,“空中造楼机”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。
李霞说,这个超大施工平台,装有像搓衣板一样的“微凸支点”,这是工程师们的独有发明。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。
建筑行业有句行话,建设300米以上的高楼是一道门槛,建设500米以上的高楼,是一个永久性的难题。但是这个难题随着“空中造楼机”的出现,被中国攻破了。而这个“基建怪兽”的投入和使用,还大大节省了人力、物力。尤其是4天就可以盖一层楼的施工速度,更是惊艳了世界!
李霞骄傲地说,廻转驱动系统可以做到比以往建筑施工方式节省30%~40%的费用支出。支承顶升系统,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。这两大创新点的核心技术,均主要由李霞带队设计完成。她还发表了相关技术学术论文5篇,获国家专利8项。
“全球300米以上的高楼,有将近70%是中国建造。超高层建筑领域,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。”这是中央电视台《大国重器》节目中,对“空中造楼机”主旨意义的总结。而作为设计这头“巨型怪兽”的主力成员,李霞谦虚地表示,为了做一个称职的专业人士,她还要继续在自己的专业上不断深造、不懈奋斗。