李霞：讓云端漫步成為可能

文/李傳云

“全球300米以上的高樓，有將近70%是中國建造。在超高層建筑領(lǐng)域，中國高度、中國效率、綠色節(jié)能的建筑方式，以絕對優(yōu)勢領(lǐng)跑。”央視紀(jì)錄片《大國重器》這樣描述讓中國建造領(lǐng)跑的幕后功臣——“空中造樓機(jī)”。在2019年全國科技活動周，它閃亮登場，以4天在500米高空蓋起一層樓的實(shí)力驚艷了世界。

作為這個“建樓怪獸”的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)中唯一一名女設(shè)計(jì)師，李霞說，這一切都與她兒時在心底埋下的一個夢有關(guān)。

一步步向夢想靠近

今年37歲的李霞是湖北黔江人。父親是當(dāng)?shù)剡h(yuǎn)近聞名的木匠，小時候李霞玩的學(xué)步車、撥浪鼓、搖動木馬等玩具，都是父親憑著一雙巧手做出來的。從小生活在各種工具和木料中，李霞親眼看著父親將一塊塊木料做成了精美的茶幾、書柜、飯桌……

那時，李霞就想過：長大后，跟著父親做一名技藝精湛的木匠。父親聽到笑了：“女孩子哪有干木工活的，你應(yīng)該當(dāng)工程師、設(shè)計(jì)師！”這句話在李霞的心里埋下了一顆小小的種子。

讀中學(xué)時，和李霞要好的一位女同學(xué)忽然轉(zhuǎn)學(xué)去了外地，李霞很難過。后來她才知道，同學(xué)的父親是建筑工人，在建造一座30多層的大樓時，因腳手架搭建出了問題墜樓身亡。家庭失去經(jīng)濟(jì)來源，同學(xué)的母親只得帶著女兒遠(yuǎn)嫁他鄉(xiāng)。

一位在工地上當(dāng)鋼筋工人的親戚告訴過李霞，腳手架上的空間非常有限，加之高空作業(yè)，遇上刮大風(fēng)更是危險(xiǎn)。如果不慎發(fā)生意外，輕則受傷，重則摔斷胳膊、腿，甚至?xí)?dāng)場斃命。

李霞由此想到，如果能發(fā)明像迷你版航空母艦一樣的平臺，讓工人在上面如履平地該多好。它可以圍在高樓四周，隨著樓層自動升高。親戚聽了她的想法后笑著說：“你是科幻小說看多了吧，這樣的怪獸誰能造出來？”

李霞很不服氣，她想，既然科學(xué)家發(fā)明了海上石油鉆井平臺、消防云梯，將它們結(jié)合起來，不就能打造出“建樓怪獸”嗎？

抱著這樣的夢想，李霞參加高考時毫不猶豫地選擇了機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)。2007年取得武漢理工大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)碩士學(xué)位后，她進(jìn)入國內(nèi)一家知名重工企業(yè)，從事機(jī)械設(shè)計(jì)工作。5年間作品不斷，她從中積累了豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

2012年，李霞作為人才被引進(jìn)到中建三局工程技術(shù)研究院工作。第二年年初，她便開始著手廻轉(zhuǎn)塔機(jī)課題。施工加重工，李霞樂在其中。她覺得，離兒時打造“航母平臺”的夢想越來越近了。

排除萬難設(shè)計(jì)“建樓怪獸”

隨著中國超高層建筑越來越多，急需一種科技含量更高的超大施工平臺。李霞舉例，建造一棟500米高樓，需要的物料裝備總共有五六十萬噸，是建造300米高樓的兩倍，施工風(fēng)險(xiǎn)也多出四倍，對于施工平臺的穩(wěn)定性和承重力都有更高的要求。

面對這種情況，2015年，中建三局工程技術(shù)研究院決定研發(fā)“整體自動頂升廻轉(zhuǎn)式多吊機(jī)集成運(yùn)行平臺”，也就是如今在國內(nèi)外大名鼎鼎的“空中造樓機(jī)”。

李霞負(fù)責(zé)這款造樓神器的關(guān)鍵技術(shù)，需要承擔(dān)全部機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及試驗(yàn)工作：驗(yàn)證方案的可行性，確定如何實(shí)現(xiàn)多吊機(jī)360°換位、如何解決廻轉(zhuǎn)平臺高承載和自爬升問題。

最初的方案中，李霞將平臺設(shè)計(jì)成環(huán)狀，上面綴滿五角星，雖然后來這個方案未被采用，但這份手稿李霞至今都細(xì)心地保存著?？紤]各種現(xiàn)實(shí)因素，在兼具美觀與實(shí)用性的前提下，李霞設(shè)計(jì)了一稿又一稿，歷時1年才最終完成。

為了實(shí)現(xiàn)多吊機(jī)360°回轉(zhuǎn)，李霞和團(tuán)隊(duì)成員翻閱了大量文獻(xiàn)資料，考察了國內(nèi)幾十家回轉(zhuǎn)支承生產(chǎn)廠家，與廠家數(shù)百次的溝通后，才最終找到解決方法。

設(shè)計(jì)需要扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，也需要豐富的想象力?！敖炭茣袥]有可以直接引用的方法，創(chuàng)新總是比較難的?！崩钕己蛨F(tuán)隊(duì)歷經(jīng)200余次反復(fù)驗(yàn)算、優(yōu)化和分析，一一攻克了難關(guān)。

星光不負(fù)趕路人，2018年，外形酷似蝴蝶結(jié)的廻轉(zhuǎn)平臺系統(tǒng)橫空出世。它總高40多米，自重近2000噸，位于建筑上端。它集成塔吊等裝備和設(shè)施，營造出一個綠色安全的移動建造工廠，可以容納二三百人同時施工。工人蓋樓就像在工廠中一樣，不必裸露在樓外，減少了受傷的可能性。平臺還布滿安全監(jiān)控傳感器，“比如傾角傳感器，如果平臺傾斜呈一定角度，傳感器就會報(bào)警”。經(jīng)過多年的努力，李霞兒時的夢想終于實(shí)現(xiàn)了。

超級速度驚艷世界

“空中造樓機(jī)”是中國首創(chuàng)，頂升力達(dá)4000多噸，能讓建筑施工在千米高空如履平地，在極限情況下，甚至可以抵御14級大風(fēng)。

高空中如何保持穩(wěn)固？李霞說，平臺裝有像搓衣板一樣的微凸支點(diǎn)，承力件像造樓機(jī)的手腳，緊扣在大樓核心墻體的支點(diǎn)上，由大樓外側(cè)的液壓油缸負(fù)責(zé)提供動力。依靠微凸支點(diǎn)，大樓變成了攀巖墻，造樓機(jī)馱著負(fù)重，像猴子爬樹，一層層向上攀爬。即便液壓機(jī)突發(fā)故障，12個鉤爪也會牢牢抓扣在墻面上，為幾百米高空中的造樓機(jī)護(hù)航。

在建筑業(yè)有句行話，建設(shè)300米以上的高樓是一道門檻，建設(shè)500米以上的高樓則是一個永久性的難題。現(xiàn)在這個難題被中國人破解了。

如今，“空中造樓機(jī)”已經(jīng)應(yīng)用到北京第一高樓“中國尊”、武漢綠地中心、沈陽寶能環(huán)球金融中心等重大項(xiàng)目。作為設(shè)計(jì)出這頭“建樓怪獸”的主力成員，李霞為之驕傲和自豪。