国家体育场——鸟巢的钢结构资料（3）

    “鸟巢”所用钢材名为 Q460EZ235，是顶级建筑用钢，“460”指的是钢材的强度，这表明这种钢的强度是普通钢材的两倍，“E”指的是负40度的冲击韧性指标，这表明此钢的韧性十足，而“Z235”则表明鸟巢钢材的性能是最高级的。

　　按照我国钢材标准，强度为420的钢材可满足普通建筑用钢标准，而鸟巢的用钢总量极大，重量也超出想象，因此，420强度的钢不能满足鸟巢的需求，因此，必须采用超出我国现有标准的钢材。这种钢材是进口还是自主创新，成为摆在北京面前的问题。

　　2005年3月12号，武阳钢铁公司的负责人明确表示该公司有能力研制这种特殊需求的钢材。武钢人再次挑起了这个重任，他们首先把目标关注在Q460，但是厚度、强度并不能完全满足鸟巢要求，一场围绕着Q460进化的科研攻关开始了，历经无数次的挫折和失败，每一步都是把不可能变为可能，把难题转化为成果，最终传统钢种Q460脱胎成110毫米厚的鸟巢特殊用钢，Q460EZ35，集刚强、柔韧于一体，实现了三效合一，保证了鸟巢在承受最大460兆帕的外力后，依然可以恢复到原有形状。这意味着如果北京再次遭受上世纪70年代唐山地震一样的地震波及，鸟巢依然能保持原状。

    “鸟巢”建筑结构形式独特，采用钢椼架编织而成，要实现这一独特的建筑设计形式，必须保证以下六大要素。第一是技术方案，国家体育场的钢结构技术方案，经过国家科 技部科技攻关立项，多方专家进行了深入论证、评审，经过严密论证的技术方案是国家体育场钢结构施工的基础；第二个要素是钢材，“鸟巢”建筑需要的钢材量巨大，对钢材质量和技术要求都比较高，在中国钢铁协会等有关部门和各大钢厂的支持下，建设所需钢材全部落实；第三个要素是加工，国家体育场钢结构分别在江苏、浙江以及上海三地进行加工，加工方案和工程进展可以满足钢结构施工要求；第四个要素是施工详图；第五个要素是焊工，由于“鸟巢”工程非常独特，其对焊工的技术要求也非常高，大批焊工都需经过长时间培训、考核；最后一个要素是运输，由于“鸟巢”所用钢材加工地在浙江、江苏和上海，这些钢材需跨五省三市才能被送到国家体育场，这项工作得到了五省三市的极大支持，运输工作保证了国家体育场施工的正常。 

    8月31日中午13时 经过60多名焊工12个小时的连续作业，国家体育场“鸟巢”钢结构立面次结构的26个合龙焊口全部完成焊接作业，此举标志着备受关注的第29届奥运会主会场——国家体育场(鸟巢)钢结构工程合龙完成。

　　国家体育场钢结构合龙主要有两大施工难点：一是对合龙焊接的气象温度要求严格，特别是太阳辐射温度的升高，对钢结构的变形和内力都有很大的影响。因为北京每天的温度变化比较大，对于“鸟巢”的钢结构来说，如果加载的温度，顶升的温度，高于合拢温度的话，钢结构整个挠度就会有所上升，如果低于合拢温度挠度会有所下降，都会影响到钢结构的下载。钢结构合龙温度是设计的基准温度，合龙温度控制的好坏直接影响到钢结构的运行安全，此次合龙必须在摄氏19±4oC范围内进行合龙焊接作业；二是合龙焊缝口多，质量要求高，国家体育场钢结构共预留了4条合龙线，128个焊口，焊缝总长度约600延米，分3次完成合龙焊接。

　　为确保合龙圆满成功，合龙分三次进行，共调集了100多名高级焊工和100多台焊机。为确保合龙温度，还在现场布设了60个温度监测点和气象观测站，对合龙过程中的大气温度和钢结构表面温度实施全过程监测，北京专业气象台也派出气象专家对现场温度进行监测指导。为确保合龙焊接质量，对每条焊缝都进行探伤检测。

　　整个合龙从8月26日零时开始第一次施工，经过100多名焊工15个小时的连续作业，于26日15时顺利完成P4-P5、P16-P17之间顶面桁架52个焊口的焊接合龙，8月29日凌晨2时开始第二次合龙，经过16个小时顺利完成P8-P9、P20-P21之间顶面桁架50个焊口的焊接合龙。三次合龙耗用焊条约2000公斤。

    据专家李兴钢介绍，钢结构卸载完成的“鸟巢”，马上将进行一系列的美化工作，先是钢结构肩部和屋顶次结构的安装，之后是膜结构安装、建筑装修和机电设备安装、基座结构和景观施工等等，“中方总设计师，李兴刚既要跟业主、政府、奥组委等多方协调关系，又要跟十几个专业的设计人员、几个国家的工程师协调解决矛盾，同时，近四千张的施工图纸，都需要李兴刚签字负责.   　国家体育场钢结构如果使用普通钢材，厚度至少要达到220毫米。这样将会使得整个建筑的钢结构的总重量超过8万吨，对加工、运输以及焊接等工作造成很大的麻烦。

　　通过专家反复论证，厚度为110毫米的Q460高强度钢材成为最佳选择。经过我国科研人员三次技术“攻关”所研制出的低合金高强度Q460钢，具有良好的抗震能力，因为它在受到强大外力时能够通过变形来吸收能量，从而防止钢材的断裂，而且它还具有良好的抗震性、抗低温性、可焊性等特点。

　　Q460在这里诞生--舞阳钢铁有限责任公司介绍

　　舞阳钢铁有限责任公司是我国首家宽厚钢板生产和科研基地，具有世界影响的著名特厚钢板厂之一。位于中原腹地的河南省舞钢市，北依伏牛山余脉东麓，南临石漫滩水库，东接国家级森林公园，十里厂区掩映于青山绿水之间，风景秀丽。现有资产50多亿元，职工1万余人。

　　舞钢原为中央直属企业，筹建时为国防军工项目。1970年，舞钢工程破土动工。1978年，曾经号称我国“轧机之王”的舞钢4200mm宽厚钢板轧机建成投产，结束了我国钢铁企业不能生产特宽特厚钢板的历史。我国引进的第一座 90吨超高功率电炉、国产第一套300×1900mm大型板坯连铸机分别于1991年、1992年在舞钢建成投产，舞钢形成了电炉冶炼、精炼、连铸(模铸)、轧制、热处理、精整的短流程特钢生产线。

　　1997年9月8日，是舞钢发展史上具有里程碑意义的日子。在党和国家领导人的关注下，舞钢加入邯钢集团，重组为邯钢集团控股的有限责任公司。它也是当时我国冶金行业最大的一次资产重组。

　　“9·8”改制为舞钢插上了腾飞的翅膀。经过8年来的奋力拼搏，舞钢由一个年产钢、钢板不足30万吨的特钢厂，一跃成为百万吨级的大型特钢企业，经济效益由原来的连续4年年均亏损2.5亿元转变为2004年一年盈利4亿元。今日的一个舞钢是过去的四个舞钢。

　　8年来，舞钢沿着“创中国名牌，出世界精品”的道路，高举科技兴企旗帜，开发新品种达188个，形成了12大系列、300多个品种的名牌精品体系，为国家重点工程建设和国防军工事业做出了重要贡献。舞钢是国内第一家，也是唯一一家生产西气东输X70大口径直缝焊管用钢板的企业，首次打破了日本、韩国钢厂垄断供应的局面；为三峡工程建设生产钢板11万吨，占三峡同类产品总用量的90%以上。在跨度世界最大的上海卢浦大桥、毗临天安门广场的国家大剧院的建设中，在正在紧张进行的北京2008奥运场馆等国家重点工程建设中，在新型主战坦克等国防军工领域，在中国首次载人航天飞行等尖端技术领域等，舞钢产品均发挥了关键性作用。

　　2005年5月，国家正式批准舞钢新建百万吨宽厚钢板工程，舞钢进入了新的发展时期。舞钢将投资40多亿元，通过两年的努力，使企业综合实力在现有基础上翻一番，成为一个销售收入超百亿元的大型特钢集团和具有世界影响的国家优质宽厚板生产科研基地。