巨大“鳥巢”鋼結構完全“中國造”，象征中國從鋼鐵大國向鋼鐵強國轉變

　　陳姍姍

　　在建設中的國家體育場“鳥巢”繁忙的工地上，一個鋼鐵編織的巨大“鳥巢”已經初步呈現在了人們面前。工人們還在“鳥巢”頂部緊張地施工，在原有的鋼梁結構上，膜狀的透明屋頂已經鋪設了很大一部分，“鳥巢”完工已經接近九成。

　　隨著2008北京奧運會的臨近，奧運場館的建設也逐步竣工。

　　令專業建筑專家驚嘆的，不僅僅是“鳥巢”的設計，而是它的建筑難度。在搭建這個鋼鐵“鳥巢”的過程中，有78根臨時搭建的塔架支撐著它的鋼鐵“枝蔓”，而卸載掉這78根支撐塔架后，4萬多噸的鋼結構則要靠自身的24根鋼柱支撐，這24根鋼柱最大受力部位使用什么樣的鋼板，一度成為讓國內鋼廠老總一起皺眉的難題。

　　中國鋼廠自主創新研發出的一塊塊鋼板，最終撐起了“鳥巢”、“水立方”(國家游泳中心)等一系列奧運場館的鋼筋鐵骨。奧運場館建設，已經實現了鋼材的完全國產化，是地道的“中國造”。

　　尋找鋼板

　　“鳥巢”的鋼結構最大跨度達到343米，相當于200個成年人手拉手的長度。編織“鳥巢”的鋼鐵“樹枝”重達4.6萬噸，讓4.6萬噸鋼的受力點集中在24根柱子和柱腳上。什么樣的鋼能夠支撐起如此大的重量和重力？這不僅是中國建筑科學家、設計家們的難題，更是世界建筑界的難題。

　　根據專家的測算，如果使用普通鋼材，厚度至少要達到220毫米。這樣，整個工程的鋼材重量將超過8萬噸，鋼板太厚，不僅不便于運輸，焊接起來也非常困難。

　　經過專家論證的最終認定，“Q460”厚鋼板是最好的選擇。“Q460”是一種低合金的高強度鋼，“Q”代表鋼材的強度，“460”代表460兆帕(兆是10的6次方，帕是壓強單位帕斯卡)。“Q460”就是鋼材受力強度達到460兆帕時才會發生塑性變形，這個強度要比一般鋼材大一倍，制造難度很大。

　　在國家標準中，這種鋼板的最大厚度為100毫米。此前，這種鋼板只用在大型挖掘機等機械方面，從未在建筑中使用過，產品也要從盧森堡、韓國和日本等進口。而且，適合“鳥巢”的這種鋼板即使在國外也從來沒有哪個鋼廠生產過厚度超過100毫米的。

　　2005年3月，一次特殊的會議在北京舉行。會議成員是北京市委、市政府領導和寶鋼、首鋼、鞍鋼、武鋼和舞鋼等國內7家鋼鐵巨頭的老總，他們參會的目的就是研究如何解決奧運場館建設，尤其是“鳥巢”建設所需要的鋼材，而且必須全部國產化。

　　事實上，早在2002年開始, 鋼鐵行業就召開過類似的研討會和介紹會。中國鋼鐵工業協會的一位負責人認為, 國產鋼材完全可以滿足奧運工程的需求, 應當在奧運建設中發揮本行業的主導作用。

　　而在2005年3月的那次會議上，幾大鋼鐵巨頭卻都沉默了，這些與鋼鐵打過多年交道的老總深知，“鳥巢”用鋼的條件實在是太苛刻了。

　　長時間沉默后，舞陽鋼鐵公司副董事長、黨委書記顧強圻站了起來。“‘鳥巢’要用的所有特種鋼材我們都能生產，什么時候要什么時候供貨。”

　　三次攻關

　　雖然鋼鐵的生產規模并不大，舞陽鋼鐵卻以“特”字出名，是我國的寬厚鋼板生產及科研基地，也是國內生產品種最全、規格范圍最廣、產品質量最高、應用領域最多的寬厚板專業化生產企業。

　　舞陽鋼鐵科技部結構鋼室的劉利香全程參與了“Q460”鋼板的研制。據她介紹，接受任務后，舞陽鋼鐵的30多位骨干科研人員就開始了半年緊張的攻關。他們首先把視線對準了一個現成的鋼種——Q460，但其厚度、強度等特性并不能完全滿足“鳥巢”的要求。經過強度、韌性的兩次大型實驗，始終無法達到指標要求。

　　不僅是“鳥巢”，國家游泳中心“水立方”(需要耐酸、耐氟、耐腐蝕的高級彩涂鋼材)、中央電視臺新址(鋼材幾乎全來自寶鋼)等奧運項目核心用鋼也貼上了“國產鋼材”的標簽

　　最終經過三次試制，傳統鋼種Q460，終于脫胎成110毫米厚的“鳥巢”特殊用鋼Q460E-Z35。它集剛性、柔韌于一體，實現了“鳥巢”的抗震性、抗低溫性、焊接性三效合一，保證了“鳥巢”在承受最大460兆帕的外力后，依然可以恢復原有的形狀和彈性。這意味著，如果北京再次遭遇上世紀70年代唐山大地震一樣的地震波及，“鳥巢”依然能保持原狀。

　　“普通鋼材厚度(兩側)方向一旦受力以后，很容易被拉開，而Q460E-Z35鋼板，厚度方向受力以后可以承受非常大的力不會被拉開。” 舞陽鋼鐵科技部副主任韋明介紹。

　　2005年7月，為“鳥巢”準備的110毫米厚的Q460E鋼板軋制成功并進入批量生產。400噸Q460E鋼材，成了“鳥巢”鋼筋鐵骨中最堅硬的一部分。在這期間，寶鋼、首鋼、鞍鋼等企業也接下了GJ345D、Q345C、Q420C等高強度鋼材生產的訂單。

　　“鳥巢”外部鋼結構的鋼材用量為4.2萬噸，整個工程的總用鋼量，包括混凝土中的鋼材、螺紋鋼等達到11萬噸，沒有使用1公斤外國鋼鐵。‘鳥巢’是地地道道的‘中國造’。”北京市2008工程建設指揮部辦公室副總工程師丁建明透露。

　　從鋼鐵大國向鋼鐵強國轉變

　　不僅是“鳥巢”，國家游泳中心“水立方”(需要耐酸、耐氟、耐腐蝕的高級彩涂鋼材)、中央電視臺新址(鋼材幾乎全來自寶鋼)等奧運項目核心用鋼也貼上了“國產鋼材”的標簽。

　　據保守估計，奧運工程鋼材用量達300萬噸左右，用鋼項目則主要是體育場館、運動員村及綜合服務設施、公共交通建設項目,此外環保投資、其他輔助工程用鋼也相當可觀。僅新增400公里高速公路一個項目, 用于公路兩側及中間隔離的護欄鋼板就要消費3.6萬噸, 這還不包括螺紋鋼筋和公路立柱用鋼。

　　在一個個奧運場館逐漸呈現在人們面前的同時，中國鋼材界的成就也寫下了濃重的一筆。

　　根據2006年6月份出版的《中國能源統計年鑒2005》，近十年來鋼鐵工業能源消費量占全國總能源消費量的比重一直在12%~15%。

　　更重要的是，雖然2006年我國首次成為凈出口國，但我國的

鋼鐵產業結構極為不平衡，高附加值鋼材供給不足，部分品種依靠進口的局面還沒有徹底改變。進口

鋼材價格比出口鋼材高400多美元/噸。

　　“我國社會發展已進入到鋼的消費強度由快速增長轉入到平穩中等速度增長的新階段，社會對鋼的需求由要求更多地滿足數量供給，開始轉到了要求有更高的品種質量水平，以適應我國裝備制造業的升級發展和建筑業走向現代化的客觀要求。誰有品種質量優勢，誰能率先淘汰落后產能，誰就有市場。”鋼鐵工業協會副秘書長李世俊強調。

　　奧運場館建設，給了國內鋼廠一次提升的契機。寶鋼股份銷售中心重大工程材料供應中心總經理林曙光告訴記者，參與重大項目的研制，研發一個產品一般需要2~3個月的時間，試制多次的結果還可能失敗，同時還影響了傳統產品的進度。這個時候，鋼廠是不計成本的，因為最終研制成功可以推動鋼廠的技術進步。“以后再有類似的建筑設計時，國內鋼廠就有了底氣。”

　　中國鋼鐵工業協會黨委書記兼副會長劉振江表示，2008年北京奧運會場館鋼結構建設全部使用國產鋼材，這表明中國鋼鐵工業經過幾代人的不懈努力，不僅在鋼鐵生產數量上遠居世界第一，而且在品種、質量上有了極大的提高。

　　不過，林曙光也指出，中國

鋼鐵業的冶煉、軋制水平并不低，但關鍵裝備業還有待提高，比如5米寬厚板軋機要依賴進口。因此，中國鋼鐵業要從鋼鐵大國向鋼鐵強國轉變，不僅要進行鋼鐵產業結構調整，還要進行裝備結構調整。

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