
文丨峰纪实
编辑丨峰纪实
序言
最近几年时间,中国在工业领域上取得了璀璨的成就,获得了很多世界第一。例如模锻液压机世界第一,架桥机世界第一等,但是除了这些重要装备外,中国在龙门吊上的技术也是全球第一。
龙门吊是船舶建造的重要设备,但就是这么一个重要的东西,中国就占据了整个世界超过 90% 的市场,英美两国对咱们的龙门吊是垂涎欲滴,许多国家都在疯抢国产的龙门吊,甚至到了手一慢根本就买不到的地步。
可以说在龙门吊的技术上,咱们中国谦虚地自称第二,没有人敢称第一。

其实关于中国的龙门吊,世界上有一个非常有趣的故事。
2018年的时候,印度政府为了增强本国军事实力,打算造一艘P-17A隐身护卫舰,但是印度国内并没有足以支撑一定重量的塔吊,那该咋么办呢?印度政府首先看中了一套来自英国的塔吊,名字叫做“歌利亚”。歌利亚是英国神话故事中非常出名的巨人,用在这座随便就能吊起1000吨重量的塔吊上十分合适。英国的伊丽莎白、威尔士亲王号航母也是使用这座塔吊完成吊装的,算得上是身经百战了。

当时的“歌利亚”在英国闲置了很长时间,英国人也没打算再造一艘航母出来,于是便提出可以忍痛割爱,将塔吊卖给印度。但是印度得支付2.6亿的高昂价格才能从英国带走“歌利亚”,要知道当时英国买的时候也才1.3亿。印度人因为着急使用,所以也只能自认倒霉。
但是在交易前不久,发生了一则变故:印度在检查这款“歌利亚”塔吊是否有问题的时候,发现了塔吊身上写有 “Made in China” 的英文字符,原来这款塔吊不是英国制造的,而是大名鼎鼎的中国制造。但是“三哥”是什么人?那可是心高气傲,谁都不放在眼里的主,并且印度自诩为亚洲第一大国,区区中国制造怎能入得了“三哥”的眼。

最终印度做出了一个让世界都感到迷惑的决定:放弃购买“歌利亚”塔吊,向日本订购了一台日式龙门吊。
这台日式龙门吊的起重吨级只有250吨,和“歌利亚”相比,那是一个天上一个地下。但是日本制造以前在世界上也算小有名气,所以“三哥”对这台日式龙门吊是放一百个心,怎么看怎么喜欢。但是在建造过程中,一阵大风袭来刮过,这台龙门吊竟然被刮倒了!正好把下边的P-17A号砸的稀巴烂。

印度P-17A隐身护卫舰
导致事故发生的原因是日本制造龙门吊的经验不多,再加上日本制造的龙门吊大多是以预防地震为主,对抗大风的能力则非常低,印度就是吃了这方面的亏。光他们制造的P-17A就高达7亿美元(折合50亿人民币),再加上维修的费用也和造价差不多,吃瘪的“三哥”只能看着破烂的护卫艇嗷嗷叫。
但是世界上没有后悔药可吃,但印度人的脑洞总能想到乱七八糟的事情,做出这种事情好像也十分合理。最重要的是“三哥”的行为表明了中国龙门吊之所以能占据世界90%的市场,不仅仅是低廉的价格,还有过硬的做工。
但如果有了解龙门吊的朋友,会发现制造龙门吊的技术算不上很难,那么为何中国制造的龙门吊能占据这么大的市场呢?

国产龙门吊的优势
龙门吊本名叫做门式起重机,是现代化港口里最常用的一种大型器械,不仅能够卸货和造船,就连将整艘大船吊进海中也是轻而易举,业务范围十分广泛。
在龙门吊被制造出来之前,现代起重机的动力来源主要是液压,所以为了保证起重机的效率,不得不在旁边建造一座高压水塔来输送动力。这样的限制条件下,不仅附加成本比较高昂,而且对施工环境的要求也很高,就比如在沙地中,液压起重机的效率就相对比较低下。

在工业不断进步的历程中,液压起重机于1960年彻底退出市场,取代他的正是采用轮轨系统的龙门吊。相比较于前者,龙门吊不仅负载强,稳定性好,并且还能适应多种工作环境,很快就在各个港口占据了一席之地。
龙门吊采取门式框架结构,最上方是一条主梁,在主梁下方有两条支撑的支腿,这两条支腿与地面轨道相连接,从而实现了行走功能。
根据支撑方式的不同,龙门吊分为全门式起重机和半门式起重机,两者之间的差别在于两条支腿的支撑重心所在的地方。两者各有所长,业务涵盖范围很大。

在龙门吊的业务范围中,难度最高的应该就是造船了,不知道大家玩过乐高没有,造船的过程其实就是拼积木的过程,无数个小组件构成大组件,然后大组件拼接在一起组成了一艘完整的船。但是这里说的积木一块可是重达几十吨,所以造船工程中的龙门吊一般起重吨级在1500吨左右。
就比如上文中咱们提到的“伊丽莎白号航母”,重达7万多吨,如果没有“巨人歌利亚”这座1000吨级的龙门吊,也是不知道何年何月才能下水。

伊丽莎白女王号航母
咱们中国是当之无愧的基建大国,中国老百姓自豪地称其为“基建狂魔”。在基建项目中,各种机械是必不可少的一部分。近些年中国依靠出众的工业实力,早早地构筑了一条龙门吊产业链,实现了国产化。国产化带来了很多优势,比如成本降低、自产自销等,依托这些优势中国很快就超越了世界各国,牢牢占据了市场的中心地位。
中国龙门吊在价格优惠的同时,质量也是没得说。各国的大型工业项目中经常可以看到中国龙门吊的身影,在一次次考验之下,也成功在国际上打响了名声,相比较其他国家的无优惠、无保障、物质量的“三无产品”,中国制造当然是首选。
这就是中国制造的龙门吊能一直保持国际先进水平,并且以超90%的绝对优势垄断了整个国际市场的原因。

“宏海号”龙门吊
既然说到龙门吊了,那肯定不能绕过创在了世界之最的“宏海号”龙门吊,它的起重吨级高达2.2万吨,比英国巨人“歌利亚”高了足足20倍之多!

但是千吨起重量级的龙门吊就可以轻松胜任制造航母的工作了,那为何还要花费这么大力气建造起重量级这么大的“宏海号”呢?真相就是千吨级的传统龙门吊是用来搬运船舶组件的,而“宏海号”是负责在船舶建好之后将其搬进海里。
还有就是港口的船坞是不够用的,如果一艘没造好的船长期霸占一个位置,也不利于港口的良好运营,但是不占用船坞的话,开进海里又十分麻烦,所以为了解决这个问题,中国直接打造了这座可以直接吊起整艘船舶的“宏海号”龙门吊。

“宏海号”的高度足足有150米,大约相当于五十层楼那样高,跨度大约有124.3米。在地面轨道上动起来的时候,像一座移动城堡一样十分壮观。
但是建造这样的庞然大物自然不会那么简单,由于世界上从来没有过如此规模的龙门吊,也没有地方可以学习经验,在建造过程中咱们国家的工程师们遭到了很多困难。
第一个难题就是轮轨系统是否可以承担如此大的重量? 轮轨系统就是传统龙门吊所采用的驱动方式,通过轨道和轮子之间产生的摩擦力促使起重机工作,但是在建造“宏海号”的时候,摩擦力根本无法放大几百倍,所以这种驱动方式放在“宏海号”身上是不可能成功的。

但是中国人的智慧是无穷无尽的,工程设计师们想到了很早就被世界弃用的液压起重机,在查阅大量资料和做了许多试验之后,他们发现将轮轨和液压两种方式结合在一起,很完美的解决了驱动上的难题。
滚轮和轨道之间安装了液压油缸和液压系统,在运行过程中可以完美实现均载,每个滚轮间的受力基本维持在同一水平,不会出现受力不均导致过载损坏的麻烦。
第二个难题是因为起重吨位过大,“宏海号”的起吊条件也是十分苛刻。 如果起吊点没有选好,不仅吊起的货物和船舶会脱落,而且龙门架自身也会受到损害。所以工程设计师们借鉴了滑轮杠杆原理,采取了多点吊装的模式,在多个吊点同时工作下可以轻松地吊起货物。
而且“宏海号”比起传统的龙门吊来说,还额外多了“两只手”。这两只手臂可以自由调整,很好地稳定了“宏海号”的稳定性。

而建造好的“宏海号”理论上可以轻松地吊起一座20层高的大楼,举起400节火车车厢。咱们国家为了支撑这个大家伙,还斥资3亿人民币为其量身打造了地基,地基的打桩深度达到了46米,就连闻名的三峡工程也没有这么大的设计强度。
现如今“宏海号”已经服役不少时间了,成功护送了多艘国内外的半潜船,凭借着过硬的质量和高效的搬运效率,获得了“护送者”的美称。
最后,“宏海号”还有一个非常特殊的作用,那就是可以吊起重量高达万吨的海上钻井平台。我们的工程师们在陆地上制造好这个设备,再由“宏海号”吊起,搬运到港池的指定位置安装,省了不少力气。

海上钻井平台
结语
“宏海号”是工程物理学上的伟大结晶,它成功将理论和现实结合在了一起。虽然它的运行动作十分简单,但却凝聚着无数中国科学家和工程师的心血,也完美地印证了中国的“愚公精神”。是当之无愧的大国重器!