北京冬奧會(huì)，從滑雪跳臺(tái)“雪飛天”到競(jìng)速賽道“雪游龍”，從“冰絲帶”再到“雪如意”，各個(gè)場(chǎng)館的比賽精彩紛呈，造型各異的比賽場(chǎng)館給大家留下深刻的印象，這些巨型鋼結(jié)構(gòu)的背后有什么奧秘？今天我們就跟隨鏡頭一起去看看智慧鋼鐵、綠色鋼鐵給冰雪之約帶來的全新理念。
北京冬奧加速我國(guó)鋼鐵工業(yè)綠色轉(zhuǎn)型
專家告訴我們，為了充分體現(xiàn)北京冬奧綠色低碳的辦奧理念，北京冬奧會(huì)場(chǎng)館建設(shè)包括附屬設(shè)施的建設(shè)，所用的主體材料全部采用了高強(qiáng)韌性、高耐腐蝕性的優(yōu)質(zhì)鋼。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，本次冬奧會(huì)場(chǎng)館建設(shè)及主體配套工程建設(shè)用鋼合計(jì)超過百萬(wàn)噸。
冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院院長(zhǎng) 張龍強(qiáng)：我國(guó)大型鋼鐵企業(yè)和一些特別有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的企業(yè)，都參與了奧運(yùn)用鋼的保供項(xiàng)目，通過參與冬奧用鋼保供，推進(jìn)了鋼材品種結(jié)構(gòu)調(diào)整升級(jí)，比如說，鋼結(jié)構(gòu)替代了原來的鋼筋混凝土，更高強(qiáng)度的用鋼帶來了鋼鐵產(chǎn)量的減量化。
國(guó)家材料腐蝕與防護(hù)科學(xué)數(shù)據(jù)中心主任 李曉剛：大家知道，鋼的強(qiáng)度提升一倍，就意味著它的用量要下降一半，把它的耐腐蝕性提高一倍，那么它的壽命就會(huì)延長(zhǎng)一倍，這是多么節(jié)能環(huán)保的一件事情。
此外，使用優(yōu)質(zhì)鋼的另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是改變了過去建筑用鋼需要定期刷涂料來防腐蝕的做法，從而大大減少了油漆帶來的環(huán)境污染。
首鋼滑雪大跳臺(tái) + “雪游龍”
位于北京石景山區(qū)的首鋼滑雪大跳臺(tái)，它也是世界上第一個(gè)采用鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)的永久性保留和使用的滑雪大跳臺(tái)場(chǎng)館。
首鋼滑雪大跳臺(tái)不同部位對(duì)鋼材性能有著不一樣的特殊需求，比如大跳臺(tái)的主體支撐結(jié)構(gòu)要能夠抵抗12級(jí)大風(fēng)、8級(jí)地震。大跳臺(tái)的鋼結(jié)構(gòu)賽道則需要解決反復(fù)使用融雪劑對(duì)賽道嚴(yán)重腐蝕的世界難題。
首鋼股份副總經(jīng)理 冶金工程高級(jí)工程師 李明：因?yàn)橐笥谰眯缘乇４婧褪褂茫蠼Y(jié)構(gòu)更安全、造型更優(yōu)美，更易于保養(yǎng)。我們一共使用了七種高性能的鋼材，其中五種都屬于國(guó)內(nèi)首次使用。
再來看國(guó)家雪車雪橇中心“雪游龍”。國(guó)家雪車雪橇中心整個(gè)賽道垂直落差將近40層樓房高，由16個(gè)角度、傾斜度各異的彎道組成，其中第11個(gè)彎道是目前世界上唯一一個(gè)360度的回旋彎道。建造這樣的場(chǎng)館，對(duì)鋼材的強(qiáng)度和韌性都提出了很高的要求。
河北鋼鐵集團(tuán)高級(jí)工程師 李耀強(qiáng)：這條空間三維扭曲的賽道，必須能夠承受反復(fù)制冷、反復(fù)融化，因此對(duì)鋼材的強(qiáng)度和韌性要求極高。為了滿足專屬的定制化要求，我們創(chuàng)新性開發(fā)了高強(qiáng)鋼筋，這是我們的專利。
更具挑戰(zhàn)的是，“雪游龍”由于與空氣直接接觸，表面又需要反復(fù)制冰，這就要求鋪就“雪游龍”的鋼板必須具有較強(qiáng)的“耐大氣腐蝕性”。
針對(duì)這樣的需求，專家們首次將耐候鋼運(yùn)用到雪車賽道。耐候鋼是一種耐大氣腐蝕的鋼材，是介于普通鋼和不銹鋼之間的低合金鋼，它的耐大氣腐蝕性是普通鋼的8倍。據(jù)介紹，“雪游龍”使用了1200噸賽道耐候鋼，國(guó)家高山滑雪中心也首次使用了6000多噸的建筑用耐候鋼。
120公里不銹鋼管實(shí)現(xiàn)“冰絲帶”綠色制冰
北京冬奧會(huì)的一大亮點(diǎn)就是“綠色辦奧”。為了體現(xiàn)環(huán)保概念，被稱為“冰絲帶”的國(guó)家速滑館，成了冬奧歷史上第一個(gè)使用二氧化碳作為制冷劑的速滑場(chǎng)館，而要使用這種方式制冰，整個(gè)冰面下面的不銹鋼制冷管加起來總長(zhǎng)達(dá)到120公里，這樣就對(duì)鋼材的加工精度提出了非常高的要求。
國(guó)家速滑館的冰面是所有冬奧場(chǎng)館中冰面溫度最低的，按照比賽要求，整個(gè)冰面的溫差要控制在0.5攝氏度，二氧化碳在常溫常壓下是氣態(tài)，但在施加一定高壓后，二氧化碳會(huì)變成臨界狀態(tài)的流體，這些流體通過不銹鋼制冷管輸送到冰面下的制冷管中，來達(dá)到降溫制冷的目的。
中國(guó)寶武太鋼不銹鋼管公司經(jīng)理 高級(jí)工程師 楊成義：如果冰面溫度不均勻，有的地方硬、有的地方軟，會(huì)影響選手的發(fā)揮，所以我們的不銹鋼管作為流體輸送管，必須確保產(chǎn)品尺寸精確度。
在“冰絲帶”冰面以下，如“千層糕”一樣的層層鋪設(shè)。整個(gè)冰場(chǎng)中的120公里不銹鋼制冷管之間的焊接非常關(guān)鍵，尤其針對(duì)不同直徑、不同長(zhǎng)度的鋼管需要彎成不同的弧度，所以，對(duì)鋼管尺寸的精度要求也更加嚴(yán)苛。
中國(guó)寶武太鋼不銹鋼管公司經(jīng)理 高級(jí)工程師 楊成義：在鋼管矯直過程中，我們首次采用精度較高的矯直機(jī)，而且是反復(fù)矯直兩次，也就是說，必須保證內(nèi)外橢圓度達(dá)到較高精度，這樣才能確保不銹鋼管在場(chǎng)館使用過程中相互之間的銜接就能高度吻合，這樣才能保證液態(tài)二氧化碳在流動(dòng)過程中的流量和流速，才能保證最快的冰的恒溫性。
