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李霞:中国首创“空中造楼机”设计师

2019-06-12 10:35:07

 李霞(右四)与团队成员,在迴转塔机第一次试安装现场合影。

  “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。

  为了“绿色节能的建筑方式”的继续领跑,李霞也在积极推广和延伸“空中造楼机”的创新技术在全国乃至全球的使用。

  在“80后”机械设计工程师李霞的口中,依附在超高层建筑顶端,总高40余米、自重近2000吨的巨型装备——“空中造楼机”,是“蝴蝶结”。

  “你看上面那个白色的钢结构,不就像个蝴蝶结吗?”她一说起“蝴蝶结”,同事们便能明白,她指的是位于四川省成都市,目前运用在中建三局成都公司绿地中心468项目上的“空中造楼机”。

  “空中造楼机”,实名为“整体自顶升廻转式多吊机集成运行平台”,目前主要用于200米高度以上的超高层建筑。

  该平台为中国建筑第三工程局工程技术研究院(简称中建三局技术研究院)自主研发,中国首创。因其强大的功能,被业内人士号称为“空中造楼机”。

  研发“空中造楼机”,中建三局技术研究院历时3年多,李霞为研发团队中唯一一名女性设计师,负责这款造楼神器的关键技术之一,即大型施工机械的结构设计与分析。“就是‘蝴蝶结’下面的主体部分。”李霞说。

  “蝴蝶结”下面的主体部分,包括了“空中造楼机”的两大创新点——廻转驱动系统和支撑顶升系统。

  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度全覆盖,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,每层可节省约20%的工期。

  两大创新点的核心技术,均主要由李霞带队设计完成,并发表了相关技术学术论文5篇,获国家专利8项。

  从“五角星”“三个花瓣”到“蝴蝶结”

  谈起“空中造楼机”的研发过程,同事们认为,试验阶段对李霞而言应该是整个研发过程中最艰难的。“在四川眉山一个偏僻小镇试验基地蹲点参与指导平台安装和试验,时间长达6个月之久。作为团队里面唯一一位女性,与一群工人和男同事共事,在生活和工作上都会存在一些不适应性。”

  然而李霞对这段经历却轻描淡写。令她印象深刻的是研发初期的方案可行性验证阶段。

  廻转塔机课题方案初期,只有2名课题组成员,李霞为其中之一,主要负责全部机械结构设计工作:验证设想方案的可行性,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。

  “验证方案,历时整整一年,在‘蝴蝶结’之前推翻撤销了多个方案,其中就有‘五角星’和‘三个花瓣’。”李霞回忆。

  李霞非常认同中建三局总工程师张琨的理念,在机械设计中,无论这个装备多么庞大,“漂亮,才能醒目,漂亮的东西也才是受力均匀的”。于是,她在进行机械设计中,实现其功能的同时也会注重考虑其美观性,由此,她便总爱以这些设备中,最美的一点作为其代名词。

  “最初的一个方案是环形的,上面缀满了五角星,相当漂亮,这个方案的模型至今我都保留着。”李霞介绍,“五角星”方案中,为了实现多吊机360°换位,最初设想是令塔机自行平台上移动,但“每个塔机自重三四百吨,也比较高,自己行走,转弯的半径比较大,不是很靠谱”。

  依据旋转餐厅的原理,设计外环转动来实现吊机360度覆盖超高层建筑,也因“跨距比较大”,而被推翻。原根据中建三局在沈阳的某建筑项目而设计的像“三个花瓣”的廻转平台,也因多种因素未能实现。

  设想的实现难,技术上的攻关同样是前所未有。

  多吊机平台体型庞大,自重比较大,这种大型回转技术,国内外从未出现过。为了解决多吊机360°回转,李霞和团队成员翻阅了大量文献资料,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,与厂家上百次的反复沟通后,最终找到了解决360度换位问题的方法。

  解决廻转平台高承载和自爬升是一个纯技术科研问题,需要充分发挥想象力和专业素养。为了解决承载问题,李霞也经历了不少于200次反复验算、优化和分析。

  李霞和团队攻克了技术问题,同时推动完成了设想方案的可行性验证。

  最终,根据中建三局成都公司绿地中心468项目,他们成功设计出了“蝴蝶结”廻转平台系统。

  “做称职的专业人士”

  “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。”

  李霞2007年硕士毕业于武汉理工大学机械电子工程专业,进入国内知名重工龙头企业从事机械设计工作, 2012年作为第一位机械设计专业人才被引进中建三局工程技术研究院工作。2013年初便开始着手廻转塔机课题。

  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,但李霞至今已在该领域学习工作了近17年。在学习时,“女生是相当的少,30个同学,只有2个是女生”,而她目前所在的研发部门,男女比例也超过20:1。

  为什么会选择这么“刚硬”的领域,李霞说,“我一直喜欢理科,高考报专业时看到机械设计专业,感觉很拉风,一学习,很喜欢。”

  李霞对机械设计的喜欢或许源自她的父亲,她是湖北黔江人,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,见证着父亲用这些工具将一块块木料,变魔术般地装置成了一件件精美的家具。

  她也想探索,高楼林立的城镇中,那些堆满各种器材的施工工地上,各种施工装备后面的秘密,以及人们如何一点一点运用这些施工装备将各种器材、原料装置成了一栋栋令人仰目的高楼。

  目前,从刚到中建三局研究院的业务经理,李霞已成长为高级业务经理,她正在继续优化“空中造楼机”的各项配置,“在平台上进行更多功能性的设置,比如逃生功能”。

  “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。

  为了继续领跑“绿色节能的建筑方式”,李霞也在积极推广和延伸“空中造楼机”的创新技术在全国乃至全球的使用,“如研发轻型的‘廻转平台系统’用于非超高层的民用建筑上,从而也为这部分建筑节省资金和工期。”

  李霞也很赞同中建三局副总工程师王辉的总结,“全球最大的建筑市场在中国,超过一半的摩天大楼也在中国,我们有责任、有条件、也完全有能力,自主研制核心技术装备。我们可以自豪地说,‘空中造楼机’的诞生将中国乃至世界超高层建筑结构施工技术水平,推向了一个新的高度。”

  回到自身的责任担当,李霞也说得掷地有声:“做一个称职的专业人士。在自己的专业上不断深造、不懈奋斗。”

  中国妇女报·中国女网记者 任然

  程超

来源:中国妇女报
编辑:姚怡梦

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