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“全球300米以上的高楼，有将近70%是中国建造。在超高层建筑领域，中国高度、中國效率、绿色节能的建筑方式，以绝对优势领跑。”央视纪录片《大国重器》这样描述让中国建造领跑的幕后功臣——“空中造楼机”。在2019年全国科技活动周，它闪亮登场，以4天在500米高空盖起一层楼的实力惊艳了世界。
作为这个“建楼怪兽”的设计团队中唯一一名女设计师，李霞说，这一切都与她儿时在心底埋下的一个梦有关。
一步步向梦想靠近
今年37岁的李霞是湖北黔江人。父亲是当地远近闻名的木匠，小时候李霞玩的学步车、拨浪鼓、摇动木马等玩具，都是父亲凭着一双巧手做出来的。从小生活在各种工具和木料中，李霞亲眼看着父亲将一块块木料做成了精美的茶几、书柜、饭桌……
那时，李霞就想过：长大后，跟着父亲做一名技艺精湛的木匠。父亲听到笑了：“女孩子哪有干木工活的，你应该当工程师、设计师！”这句话在李霞的心里埋下了一颗小小的种子。
读中学时，和李霞要好的一位女同学忽然转学去了外地，李霞很难过。后来她才知道，同学的父亲是建筑工人，在建造一座30多层的大楼时，因脚手架搭建出了问题坠楼身亡。家庭失去经济来源，同学的母亲只得带着女儿远嫁他乡。
一位在工地上当钢筋工人的亲戚告诉过李霞，脚手架上的空间非常有限，加之高空作业，遇上刮大风更是危险。如果不慎发生意外，轻则受伤，重则摔断胳膊、腿，甚至会当场毙命。
李霞由此想到，如果能发明像迷你版航空母舰一样的平台，让工人在上面如履平地该多好。它可以围在高楼四周，随着楼层自动升高。亲戚听了她的想法后笑着说：“你是科幻小说看多了吧，这样的怪兽谁能造出来？”
李霞很不服气，她想，既然科学家发明了海上石油钻井平台、消防云梯，将它们结合起来，不就能打造出“建楼怪兽”吗？
抱着这样的梦想，李霞参加高考时毫不犹豫地选择了机械设计专业。2007年取得武汉理工大学机械电子工程专业硕士学位后，她进入国内一家知名重工企业，从事机械设计工作。5年间作品不断，她从中积累了丰富的设计经验。
2012年，李霞作为人才被引进到中建三局工程技术研究院工作。第二年年初，她便开始着手廻转塔机课题。施工加重工，李霞乐在其中。她觉得，离儿时打造“航母平台”的梦想越来越近了。
排除万难设计 “建楼怪兽”
随着中国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。李霞举例，建造一栋500米高楼，需要的物料装备总共有五六十万吨，是建造300米高楼的两倍，施工风险也多出四倍，对于施工平台的稳定性和承重力都有更高的要求。
面对这种情况，2015年，中建三局工程技术研究院决定研发“整体自动顶升廻转式多吊机集成运行平台”，也就是如今在国内外大名鼎鼎的“空中造楼机”。
李霞负责这款造楼神器的关键技术，需要承担全部机械结构的设计及试验工作：验证方案的可行性，确定如何实现多吊机360°换位、如何解决廻转平台高承载和自爬升问题。
最初的方案中，李霞将平台设计成环状，上面缀满五角星，虽然后来这个方案未被采用，但这份手稿李霞至今都细心地保存着。考虑各种现实因素，在兼具美观与实用性的前提下，李霞设计了一稿又一稿，历时1年才最终完成。
为了实现多吊机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生产厂家，与厂家数百次的沟通后，才最终找到解决方法。
设计需要扎实的专业基础，也需要丰富的想象力。“教科书中没有可以直接引用的方法，创新总是比较难的。”李霞和团队历经200余次反复验算、优化和分析，一一攻克了难关。
星光不负赶路人，2018年，外形酷似蝴蝶结的廻转平台系统横空出世。它总高40多米，自重近2000吨，位于建筑上端。它集成塔吊等装备和设施，营造出一个绿色安全的移动建造工厂，可以容纳二三百人同时施工。工人盖楼就像在工厂中一样，不必裸露在楼外，减少了受伤的可能性。平台还布满安全监控传感器，“比如倾角传感器，如果平台倾斜呈一定角度，传感器就会报警”。经过多年的努力，李霞儿时的梦想终于实现了。
超级速度惊艳世界
“空中造楼机”是中国首创，顶升力达4000多吨，能让建筑施工在千米高空如履平地，在极限情况下，甚至可以抵御14级大风。
高空中如何保持稳固？李霞说，平台装有像搓衣板一样的微凸支点，承力件像造楼机的手脚，紧扣在大楼核心墙体的支点上，由大楼外侧的液压油缸负责提供动力。依靠微凸支点，大楼变成了攀岩墙，造楼机驮着负重，像猴子爬树，一层层向上攀爬。即便液压机突发故障，12个钩爪也会牢牢抓扣在墙面上，为几百米高空中的造楼机护航。
在建筑业有句行话，建设300米以上的高楼是一道门槛，建设500米以上的高楼则是一个永久性的难题。现在这个难题被中国人破解了。
如今，“空中造楼机”已经应用到北京第一高楼“中国尊”、 武汉绿地中心、沈阳宝能环球金融中心等重大项目。作为设计出这头“建楼怪兽”的主力成员，李霞为之骄傲和自豪。
实习编辑 王晨冰 [email protected]
