李傳云
37歲的李霞,是湖北黔江人。她對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的喜歡或許源自父親。父親是當(dāng)?shù)剡h(yuǎn)近聞名的木匠,李霞從小生活在各種工具和木料中,見(jiàn)證著父親將一塊塊木料,變成茶幾、書(shū)柜、小飯桌等一件件精美的家具。
那時(shí),李霞幻想等自己長(zhǎng)大后,也要像父親一樣做一名技藝精湛的木匠。父親聽(tīng)后卻笑了起來(lái),說(shuō):“女孩子哪有干木工活的,你應(yīng)該當(dāng)工程師、設(shè)計(jì)師什么的,工作環(huán)境好、收入又高,比學(xué)這門(mén)老手藝強(qiáng)百倍!”后來(lái),愛(ài)美的李霞還真對(duì)做服裝設(shè)計(jì)師產(chǎn)生了濃厚興趣。不料讀中學(xué)時(shí)發(fā)生的一件事,卻徹底改變了她的想法。
一次,和李霞關(guān)系非常要好的一個(gè)女同學(xué),忽然轉(zhuǎn)學(xué)了。后來(lái)她才知道,同學(xué)的父親是名建筑工人,施工時(shí)因?yàn)槟_手架搭建出了問(wèn)題,竟意外墜樓身亡。同學(xué)的母親失去了經(jīng)濟(jì)來(lái)源,不得不帶著女兒遠(yuǎn)嫁他鄉(xiāng)。
這件事對(duì)李霞觸動(dòng)很大,她詢(xún)問(wèn)一個(gè)在工地上干活的親戚,親戚告訴她,當(dāng)建筑工人的風(fēng)險(xiǎn)真的很大。因?yàn)槟_手架上的空間非常有限,又是高空作業(yè),尤其遇到刮大風(fēng)的時(shí)候,就隱藏著很大的風(fēng)險(xiǎn)。李霞當(dāng)時(shí)就幻想著,如果能發(fā)明一種像迷你版“航母”一樣的平臺(tái),圍在新建高樓的四周,讓工人能在上面如履平地地干活就好了。親戚聽(tīng)了哈哈大笑說(shuō):“你是科幻小說(shuō)看多了吧,這種龐然大物一樣的怪獸,誰(shuí)能造出來(lái)?”
李霞聽(tīng)了很不服氣,她想,如果把海上石油鉆井平臺(tái)和消防隊(duì)用的云梯結(jié)合起來(lái),說(shuō)不定還真能打造出這種“建樓神器”!
李霞(右四)和同事們?cè)谟剞D(zhuǎn)塔機(jī)第一次試安裝現(xiàn)場(chǎng)合影
抱著這種想法,參加高考時(shí)看到機(jī)械設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè),李霞毫不猶豫地報(bào)了。班里30個(gè)同學(xué)中28個(gè)是男孩,只有她和另外一個(gè)女生。最逗的是,這個(gè)旁人覺(jué)得枯燥無(wú)味的專(zhuān)業(yè),李霞學(xué)起來(lái)卻津津有味。
2007年,在武漢理工大學(xué)機(jī)械電子工程專(zhuān)業(yè)取得碩士學(xué)位后,李霞進(jìn)入國(guó)內(nèi)一家重工龍頭企業(yè),從事機(jī)械設(shè)計(jì)工作。5年間,她作品不斷,積累了豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。
2012年,作為一名機(jī)械設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)人才,李霞被引進(jìn)中建三局工程技術(shù)研究院工作。第二年初,她便開(kāi)始著手研究廻轉(zhuǎn)塔機(jī)課題。施工+重工,大多數(shù)人都會(huì)認(rèn)為這是女性毫無(wú)興趣甚至避之不及的領(lǐng)域,但李霞卻始終覺(jué)得“很有趣”,并為自己大膽選擇這么“剛硬”的領(lǐng)域而自豪。
李霞說(shuō),隨著300米以上的超高層建筑越來(lái)越多,急需一種科技含量更高的超大施工平臺(tái)。面對(duì)這種情況,2015年,中建三局工程技術(shù)研究院決定研發(fā)一種“造樓怪獸”——“整體自頂升廻轉(zhuǎn)式多吊機(jī)集成運(yùn)行平臺(tái)”,也就是如今大名鼎鼎的“空中造樓機(jī)”。
在這支研發(fā)團(tuán)隊(duì)中,李霞是唯一一名女性設(shè)計(jì)師,負(fù)責(zé)這款造樓神器的關(guān)鍵技術(shù),即大型施工機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析。它包括了空中造樓機(jī)的兩大創(chuàng)新點(diǎn)——廻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和支承頂升系統(tǒng)。
在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)中,李霞想在實(shí)現(xiàn)其功能的同時(shí),美觀性也要展現(xiàn)出來(lái)。所以,她最初的一個(gè)方案是環(huán)形的,上面綴滿了五角星,相當(dāng)漂亮。在“五角星”方案中,為了實(shí)現(xiàn)多吊機(jī)360°換位,她設(shè)想讓塔機(jī)自行在平臺(tái)上移動(dòng),但每個(gè)塔機(jī)自重三四百?lài)?,轉(zhuǎn)彎的半徑比較大,自行移動(dòng)不太靠譜。接著李霞依據(jù)旋轉(zhuǎn)餐廳的原理,設(shè)計(jì)外環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)吊機(jī)360°覆蓋超高層建筑,也因跨距較大而被推翻。后來(lái),她又根據(jù)中建三局在沈陽(yáng)的一個(gè)建筑項(xiàng)目,設(shè)計(jì)出像“三個(gè)花瓣”的廻轉(zhuǎn)平臺(tái),也因多種因素未能實(shí)現(xiàn)。
此外,技術(shù)上的攻關(guān)同樣是前所未有。多吊機(jī)平臺(tái)體型龐大,這種大型回轉(zhuǎn)技術(shù),國(guó)內(nèi)外從未出現(xiàn)過(guò)。為了解決難題,李霞和團(tuán)隊(duì)成員翻閱了大量資料,考察了國(guó)內(nèi)幾十家回轉(zhuǎn)支承廠家。在精準(zhǔn)提出產(chǎn)品安全使用的技術(shù)、環(huán)境影響因素、安全系數(shù)等要求,與廠家上百次反復(fù)溝通后,他們最終找到了解決360°換位問(wèn)題的方法。
而解決廻轉(zhuǎn)平臺(tái)高承載和自爬升,也是一個(gè)難關(guān)。為了解決承載問(wèn)題,李霞經(jīng)歷了不少于200次的反復(fù)驗(yàn)算、優(yōu)化和分析。最終,他們成功設(shè)計(jì)出了“蝴蝶結(jié)”廻轉(zhuǎn)平臺(tái)系統(tǒng)。
“研發(fā)初期階段,考驗(yàn)的是專(zhuān)業(yè)功底,教科書(shū)中沒(méi)有可直接引用的方法,創(chuàng)新總是比較難的。”李霞說(shuō),試驗(yàn)階段的苦,只是環(huán)境上的苦,算不上什么。在她看來(lái),無(wú)論是對(duì)待研究的困難,還是對(duì)抗艱苦環(huán)境,女性的韌性其實(shí)往往更強(qiáng)。
2018年,這個(gè)“國(guó)之重器”終于橫空出世。它采用智能控制、機(jī)械工作的方式,來(lái)實(shí)現(xiàn)高層建筑的智能建造,又因?yàn)樗鼘⑷康墓に囘^(guò)程集中,并且一層一層在空中完成,因此也被稱(chēng)為“空中造樓機(jī)”。這個(gè)平臺(tái)猶如一頭龐大的“怪獸”,位于建筑上端,營(yíng)造了一個(gè)綠色安全的“移動(dòng)建造工廠”,高峰時(shí)可以容納200~300人同時(shí)施工。
作為中國(guó)首創(chuàng),“空中造樓機(jī)”最牛的實(shí)力就在于,它的頂升力達(dá)4000多噸,能讓建筑施工在千米高空如履平地,在8級(jí)大風(fēng)中平穩(wěn)進(jìn)行,甚至可以抵御14級(jí)大風(fēng)。
李霞說(shuō),這個(gè)超大施工平臺(tái),裝有像搓衣板一樣的“微凸支點(diǎn)”,這是工程師們的獨(dú)有發(fā)明。依靠微凸支點(diǎn),大樓的墻體就變成了攀巖墻,造樓機(jī)馱著負(fù)重,像猴子爬樹(shù),一層層向上攀爬。
建筑行業(yè)有句行話,建設(shè)300米以上的高樓是一道門(mén)檻,建設(shè)500米以上的高樓,是一個(gè)永久性的難題。但是這個(gè)難題隨著“空中造樓機(jī)”的出現(xiàn),被中國(guó)攻破了。而這個(gè)“基建怪獸”的投入和使用,還大大節(jié)省了人力、物力。尤其是4天就可以蓋一層樓的施工速度,更是驚艷了世界!
李霞驕傲地說(shuō),廻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以做到比以往建筑施工方式節(jié)省30%~40%的費(fèi)用支出。支承頂升系統(tǒng),簡(jiǎn)化了各塔機(jī)附著、爬升工藝,相比以往建筑施工方式,每層可節(jié)省五分之一的工期。這兩大創(chuàng)新點(diǎn)的核心技術(shù),均主要由李霞帶隊(duì)設(shè)計(jì)完成。她還發(fā)表了相關(guān)技術(shù)學(xué)術(shù)論文5篇,獲國(guó)家專(zhuān)利8項(xiàng)。
“全球300米以上的高樓,有將近70%是中國(guó)建造。超高層建筑領(lǐng)域,中國(guó)高度、中國(guó)效率、綠色節(jié)能的建筑方式,以絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)跑?!边@是中央電視臺(tái)《大國(guó)重器》節(jié)目中,對(duì)“空中造樓機(jī)”主旨意義的總結(jié)。而作為設(shè)計(jì)這頭“巨型怪獸”的主力成員,李霞謙虛地表示,為了做一個(gè)稱(chēng)職的專(zhuān)業(yè)人士,她還要繼續(xù)在自己的專(zhuān)業(yè)上不斷深造、不懈奮斗。