泵车“桥长比”酣战 谁执牛耳？
- 2012/9/14 16:25:522762
进入新世纪以来，伴随着我国国民经济的飞速发展，国产泵车制造技术取得长足进步，促进了商品混凝土产业不断成熟。尽管泵车造价不菲，但在追求施工效率的今天，也越来越被建筑市场用户所接受。
起初，泵车的市场竞争主要集中在产品可靠性和故障率低上。后来，竞争又逐渐向泵送压力、泵送性能、支腿系统、臂架减震、节能降耗等技术细节上转移。近年，“桥长比”不知不觉间成了泵车市场竞争的一大卖点。笔者发现，在媒体报道和产品样本中，“优桥长比”、“大桥长比”、“佳桥长比”等泵车叫卖广告口号明显增多。
“桥长比”渐成竞争热点
据专家解释，“桥长比”是指底盘桥轴数与臂架长度（实际上是指臂架的大垂直布料高度，业内通俗叫法）的比值。对于用户来说，在同样的底盘上能够装载的臂架越长，意味着泵车购置成本及使用成本的降低，更是泵车提升道路通过性和场地适应性的集中体现。其技术的核心价值简单概括为，采用尽可能低的卡车底盘成本，却能把混凝土泵送得更高、更远。
在国产泵车发展初期和中期，“桥长比”基本维持在10~13之间。比如：早在1977年，我国台自行设计研制的2桥底盘23米泵车，“桥长比”为11.5。后来，陆续开发或引进了2桥底盘26米泵车“桥长比”是13，3桥底盘37米泵车“桥长比”是11.33，4桥底盘42米泵车“桥长比”是10.5。而发展到后期时，随着技术的进步，“桥长比”也取得了可喜进步。比如，4桥底盘的泵车臂架可以做到44米、45米、46米、47米、48米等。
进入“十一五”后，随着高层建筑的日益增多，泵车臂架长度更是进入了疯狂飙升阶段，“桥长比”也成为厂商角逐市场的杀手锏，激战正酣。
2006年，三一重工（600031,股吧）推出了6桥底盘的66米泵车，“桥长比”为11，刷新了由德国普茨迈斯特于1986年创造并保持了20年的6桥底盘62米（桥长比”为10.33）世界纪录，而后扬眉吐气地高调申报并获得了吉尼斯世界纪录。
为了扞卫自己的行业霸主地位，普茨迈斯特2008年初隆重推出10桥半挂式底盘的70米泵车，夺回了世界纪录。这台泵车“巨无霸”看上去很彪悍，但不幸的是，“桥长比”却大幅缩水下降到7，致使泵车的道路通过性和场地适应性大打折扣。
不过，这一纪录没存活多久，同年又被争强好胜的三一6桥底盘72米泵车取而代之，“桥长比”为12。普茨迈斯特这个泵送机械的老前辈引以自豪的70米泵车，比今年成为其“少东家”的三一于2011年新推出的9桥底盘86米泵车，桥长比还小了2.56，看来这头年过半百的“大象”真是老朽了，在“桥长比”这条发展道路上根本走不动了。德国泵车的另一品牌施维英在“桥长比”上似乎也无长进。
可以说，跟国外同行相比，国产品牌在“桥长比”上已经占据了压倒性优势。2009年，三一推出了3桥46米泵车和4桥56米泵车，将“桥长比”分别提高到15.33和14，时为“桥长比”大的泵车，即在同桥数底盘上臂架长度长的泵车。三一通过优化臂架内部结构，在确保整车重量不增加或小幅增加的前提下提高臂架长度。在底盘承载没有发生变化的情况下，使臂架的稳定性和疲劳寿命较老款泵车有所提升。
真是“强中更有强中手”。之后，中联重科（000157,股吧）得益于2008年收购的意大利混凝土机械巨头CIFA公司，双方技术在进行深度融合和协同的基础上，充分发挥“1 1>2”的资源整合优势，研发人员对的臂架结构技术优化设计，在今年上半年先后研制出3桥底盘49米臂架泵车和5桥底盘63米臂架泵车（均已交付使用），又将“桥长比”提升到一个新高度，引起了业界极大关注。
至此，经过四十多年的发展，泵车的“桥长比”好像进步得相当可以了，那么今后还有发展的空间吗？
“山穷水尽疑无路柳暗花明又一村”
的确，随着臂架长度纪录的不断攀升刷新，研发人员发现，当臂架长度超过70米后，“桥长比”呈现大幅衰减趋势，这成为设计超长臂架泵车“桥长比”优化的瓶颈，如何突破这个瓶颈呢？更可怕的是，臂架越长，臂架失稳、断裂的风险越高。可见，一个老大难的泵车技术课题，像一座不可逾越的高山，横亘在中外泵车界的设计人员面前。
这不难想象，随着臂架的加长，臂架的质量增加，对底盘的承载能力要求同步提高，桥轴数随之增加，而臂架长度与底盘桥轴数之间的比值关系曲线变化会更大。三一的9桥86米和普茨迈斯特的10桥70米泵车便是好的例证。那么，难道泵车“桥长比”优化设计技术真的无计可施了吗？
人类在工程科技上的发明创造力总是源源不断。当泵车设计师对一种新材料技术引起了极大兴趣时，在臂架材质轻量化设计理念指导下，似乎找到了解决泵车“桥长比”优化设计难题的灵感。
中联重科旗下的CIFA公司自2001年开始，经过8年对在多个领域已成功应用的碳纤维复合材料技术潜心研究，创造性地将碳纤维复合材料技术应用在泵车臂架上，于2008年开发出台碳纤维复合臂架泵车K45H，形成新的产品系列CARBOTECH。K45H采用4桥底盘5节臂架，其中后两节臂由轻于钢材的碳纤维材料制成，后两节碳纤维布料杆比传统的全钢臂架重量轻25％。
首台碳纤维复合臂架泵车K45H
尽管首台碳纤维复合臂架泵车K45H的“桥长比”只有11.25，但是意义重大，它为工程机械的轻量化设计打开了一扇门，也从此掀开了人类研制泵车发展史上的新一页。由于它的问世，使超长臂架泵车的“桥长比”优化设计出现了令人激动的希望曙光。真可谓，在传统的全钢臂架泵车“山穷水尽疑无路”之时，却走到了碳纤维复合臂架泵车这“柳暗花明又一村”。
2010年4月，在德国慕尼黑举行的工程机械行业规模大的博览会bauma展上，以中联英文商标ZOOMLION-CIFA联合品牌命名的K45H、K62H（5桥底盘62米臂架，“桥长比”为12.4）CARBOTECH系列泵车惊艳亮相，驻足围观者啧啧称奇，在泵车制造领域引起轰动，获得工程机械领域如潮般的赞誉。
通过材料创新，使泵车臂架在确保强度足够的同时，比采用传统材料生产的产品自重至少减轻25%（随着臂架加长减重更多），成功跨越了挡在泵车设计者面前的大山。在K45H问世次年，即实现批量生产，并销往各地，经过CIFA臂架疲劳测试平台严格考核和用户长期使用实践考验，证明碳纤维材料用于泵车臂架取得了巨大成功。
2011年12月11日，中联重科3桥底盘50米碳纤维臂架泵车震撼问世，“桥长比”为16.67，创造了世界泵车行业的“桥长比”之，产品性价比优势突出。
继2010年K62H首先推向中国市场后，中联重科在2011年9月又推出6桥底盘7节臂架80米碳纤维复合臂架泵车（第4、5、6、7节臂采用碳纤维材料）“桥长比”为13.33，这明显超出了三一66米和72米泵车的“桥长比”，甚至比三一的86米泵车的“桥长比”还大了3.77，并申报获得了碳纤维复合臂架泵车吉尼斯世界纪录。中联重科研发人员表示，如果按照这个“桥长比”曲线变化规律推算，中联重科仅用8桥底盘即可制造出臂架超过90米的泵车。
毋庸置疑，碳纤维新材料技术引发了泵车臂架设计划时代的革命，它让泵车在保持一个优化的“桥长比”基础上，将臂架的垂直泵送高度和水平输送距离再向上向前同步延伸，这更加提高了混凝土浇筑施工的覆盖范围和灵活性。
工程机械材料进入碳纤维时代
对于机械设备而言，钢铁是经济实用的传统结构材料。然而，在人类科技日新月异的发展过程中，钢材并非能“包打天下”，因为新材料技术革命也如火如荼。今天，碳纤维复合材料已广泛应用于工业品和民用生活用品中，并且应用领域呈现多样化的趋势。因此，碳纤维被认为是高科技领域中新型工业材料的典型代表，为发达工业国家所瞩目。
那么，碳纤维有哪些神奇之处备受追捧呢？为何能与工程机械产品结缘呢？
据资料介绍，国外科学家发明的碳纤维（carbonfiber,简称CF）是一种含碳量在95%以上的新型纤维材料，由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，在物理性能上具有强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等特点。它的比重不到钢的1/4（两个女工就可以抬起一节碳纤维臂架），碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为230~430Gpa亦高于钢。
显而易见，泵车臂架采用碳纤维材料对提高“桥长比”大有裨益，不妨用直观的数据对比一下。因为从技术的经济性上考量，碳纤维材料应用于泵车主要针对长臂架和超长臂架，所以，这里以目前市场上的主导品牌臂架在60米以上泵车为例，比较一下全钢臂架与碳纤维复合臂架的“桥长比”。
千万不要小看同桥轴数底盘或同臂架长度“桥长比”之间的微弱差距对比，记得有个洗衣机品牌的广告语：“超薄一小步，科技一大步”。泵车的“桥长比”中凝聚着产品设计师们的研发智慧和技术市场竞争力。
以中联重科80米碳纤维复合臂架泵车为例，不仅仅是“桥长比”得到了可喜的优化，“桥长比”还带来了更多的优点：
碳纤维复合臂架彻底解决传统钢材臂架疲劳开裂的问题，实现臂架“无疲劳（NoFatigue）”，使用寿命延长至30年；
碳纤维技术的应用使80米泵车臂架重量减轻40%，将6桥底盘的承载能力发挥到，与传统60米级泵车臂架的重量相当；
紧凑型7节臂折叠技术，基于仿生6节臂技术开发，整车长度较同类产品短40%，转弯半径更小，场地适应性更好；
通过全工况载荷模拟和计算，全面应用CIFA臂架安全技术，载荷分布均匀，臂架重心较同类产品低10%，整车安全稳定；
多级伸缩腿技术，在保证支腿跨距的同时，减少展腿面积约35%。
此外，在施工作业、操作安全智能、整机功率匹配节能技术、长寿命易损件设计等方面均具有明显的比较优势。
中国工程机械工业协会终身成就奖获得者、混凝土机械分会名誉会长、原建设部长沙建设机械（600984,股吧）研究院院长陈润余对运用碳纤维复合材料技术的泵车赞叹说：“中联重科碳纤维臂架泵车不仅是泵车历史上的一次革命，更是工程机械基础技术研究领域一项创世纪的杰作，必将未来工程机械发展方向和潮流。”
今年7月，在山西灵石县建筑工地现场观摩了中联重科80米碳纤维复合臂架泵车施工作业后，混凝土机械分会秘书长盛春芳评价说：“这台80米碳纤维臂架泵车在泵送混凝土的整个过程中，长臂架没有明显抖动，周围人群只能听到泵车抽送混凝土的声音，这便是成熟而先进的碳纤维臂架技术的功劳。轻量化的设计，确实让80米长臂泵车在平稳减震性方面有了独到的优势。”
在排放追求“低碳”的今天，中联重科刮起了工程机械材料“高碳”旋风，掀起了将新材料应用于工程机械领域的技术风暴。目前，中联重科在全钢臂架泵车中短臂架又取得可喜进展的同时，又凭借独占拥有的碳纤维复合臂架技术优势，为期长臂架和超长臂架泵车的设计打开了发展空间，在泵车“桥长比”酣战中，“谁执牛耳？”的答案已不言自明。