在开始讲龙门吊之前,我们先讲个故事。
2018年,印度想造一艘P-17A隐身护卫舰,可是他们本国缺乏一台塔吊来做起重机,怎么办呢?于是,印度看中了一台英国塔吊,名叫“歌利亚”。歌利亚是英国神话中的一个巨人,用来命名这座起重吨级1000吨的塔吊再合适不过,英国的伊丽莎白、威尔士亲王航空母舰也正是使用“歌利亚”来吊装的,算个身经百战的老前辈了。
那时候,英国没有造航母的需求,便提出可以将“歌利亚”出售给印度,只不过他们买入的价格才1.3亿元,居然要用2.6亿卖出去!印度因为急用,面对英国的狮子大开口,也只能咬咬牙答应。
在临交易前夕,又发生了变故:印度突然发现这款塔吊不是英国造,而是中国制造,印度那时心高气傲,自诩亚洲第一强国,怎么可能拉下面子借助中国制造的力量呢?对此,印度做了一个出人意表的决定:放弃“歌利亚”,转而购入了一台日式龙门吊。
这台日本龙门吊起重吨级有250吨,虽然规模小,但日本制造名声在外,多少还是很然让人放心的,谁料这台龙门吊用到一半就被大风刮倒,正好把下面的P-17A给砸烂了。
原因竟是因为日本建造龙门吊的经验不足,加上环境原因,导致这台机械防地震却不防风,印度因此吃了一个大瘪:一艘P-17A的造价大约7亿美元,折合人民币50亿元左右,再加上昂贵的维修费用,这一下直接把印度给砸懵了。
当然,这时候后悔已经来不及了。好在,这次事故也算为中国制造正了名,说明中国龙门架在世界各大造船厂占据统治地位,凭的可不仅仅是低价,还有过硬的质量。
事实上,龙门吊的技术不算很难,可为何全世界要用的时候却只能进口“中国制造”?龙门吊究竟用了怎样的原理?
中国龙门吊垄断90%市场,凭什么立足?
龙门吊,正式名称叫门式起重机,也是现代港口最常用的一种起重机,从卸货到造船,甚至能够把船只整体“搬运”入水,所涵盖的业务之广,让人信赖。
在没有龙门吊之前,现代起重机主要是用液体压力来驱动的,为了让起重机随时可以运转,还需要在周围建一座高水塔来提供压力,但这样的方法不仅要花费额外成本,而且还很对当地的地基要求很高,一旦海港的基地是沙子,液压起重机的建设就会变得困难。
后来,最后一台液压起重机也在1960年左右废弃了,而取而代之的便是采用轮轨系统的龙门吊,它负载强,可移动,稳定性好,很快就因为强大的通用性和适应面,在港口得到了广泛的运用。
龙门吊有着门型的框架结构,在它的主梁下有两条支腿,这两条腿可以直接支承在地面轨道上,从而达成行走的目的;
同时,根据支承方式的不同,它还能分成全门式起重机和半门式起重机,它们的差别取决于两条腿的支承重心,在不同领域有不同用途。
而其中技术难度较高的就要数造船,我们可以想象一下,造船就像一个“搭积木”的过程,小的部件组装成大的板块,大的板块再组装成整一条船,每一块积木都有几十、几百吨重,因此,造船业专属的龙门吊一般吨级在100~1500吨之间,
前文提到的英国航空母舰“伊丽莎白号”,吨级有7万多吨,如果没有“歌利亚”这台1000吨级龙门吊的辅佐,英国是没法如此快速地建造他们的航母的。
中国一直以来都是个基建大国,而在现代,基建与机械结合成为了一个更巨大的家庭。中国依托雄厚的工业实力,很早就超过全球其他国家在本国完成了完整的龙门吊产业链,自己生产、自己造,成本的下降让中国产的龙门吊价格实惠,在国际上形成了市场优势。
除此之外,中国龙门吊经过多战,已经在国际上打出了响当当的“工业名片”,比起价格贵、质量又没有保障的其他国家龙门吊,大家都会把中国制造作为首选。
这也是我国的龙门吊能一直维持国际前列水平,并且以90%的绝对优势垄断国际市场的原因,与多年的沉淀、良心的价格和过硬的质量是分不开的。
中国“宏海号”龙门吊
这里,不得不提到中国龙门吊所创造的“世界之最”。我国目前最大的龙门吊还要数“宏海号”,它起重吨级超过了歌利亚的20倍,足足达到了2.2万吨!
可是,航母都能用千吨级龙门吊来完成,建设““宏海号”又有什么必要呢?答案是:如果传统龙门吊是搬运船舶组件,那么“宏海号”就是直接把整个船舶搬进水里。
由于港口的船坞往往很紧张,一艘未完成的船长期占据船坞,不利于造船厂开展其他工作,可是如果不占用船坞,陆地上的大船又没法很好地开下水,怎么办呢?
那么,中国就造一个能提起整艘船的龙门吊!这就是“宏海号”的诞生始末。
它跨度有124.3米,高度足达到了150米,大约有50层楼那么高,动起来的时候比起一个大型机械,更像一座巧夺天工的“移动大桥”。
这样的庞然大物,自然不是一拍脑袋就能造出来的,由于前所未有的规模,它的建造要比普通的龙门吊要面临更多的难题。
首先是不堪重负的轮轨系统。轮轨系统是传统龙门吊采用的驱动方式,主要是通过轨道和轮子之间的摩擦力来使得起重机运作,但建设“宏海号”的时候,不可能把摩擦力加大几十倍,这种方法在这种巨型龙门吊重显然是行不通的。
但是,工程设计师的灵感和智慧是无限的,他们想到了古早时期起重机所使用的“液压”模式,发现把轮轨和液压“古今结合”起来,就可以很好地解决这个问题。
这样一来,滚轮和轨道之间使用液压油缸和液压系统来实现均载,滚轮之间的受力就能维持在基本相同的水平,不会因过载而损坏。
除此之外,由于吨位过大,所以“宏海号”对于起吊的要求也很高。如果起吊点不均匀,吊起的货物和船就很容易翻落,连带着龙门架也被砸坏,于是,“宏海号”采用了多点吊装,使用滑轮杠杆原理使得这些吊点可以同时、均匀地将货物吊起。
它相比传统的龙门吊还多了“两只手”,这两只悬臂式起重机自由调整,从而进一步维持了“宏海号”的起吊稳定性。
建成的“宏海号”,理论上能够吊起一座20层左右的楼房,轻松举高400节高铁车厢,为了支撑这一庞然大物,中国花了超过3亿元为其打造地基,打桩深度达到了46米,设计强度甚至高于三峡工程。
如今,它已正式服役,成为了国内外多艘半潜船的“护送者”,以过硬的质量和搬运效率在国内外享誉名声。
同时,宏海号还有一个特别用处,那就是吊起重量超过万吨的海上钻井平台,把这一在陆地上建好的设施,在陆地上移动、搬运最长300米的距离,并安装在港池的具体位置。
这一看似简单的动作,又是人类花了多少年才能做到的呢?“宏海号”的表现,足以称之为既是工程物理学的伟大结晶,理论与应用的完美结合,又是中国“愚公移山”精神在现代的最好体现,当之无愧的大国重器之一!
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