Бачанне Аніша Капура для скульптуры «Воблачная брама» ў чыкагскім парку Тысячагоддзя заключаецца ў тым, каб яна нагадвала вадкую ртуць, плаўна адлюстроўваючы навакольны горад. Дасягненне гэтай плаўнасці — гэта праца любові.
«У парку Тысячагоддзя я хацеў стварыць нешта такое, што б гарманічна ўпісвалася ў чыкагскі пейзаж... каб людзі бачылі аблокі, якія плывуць у ім, і тыя вельмі высокія будынкі, што адлюстроўваюцца ў творы. Тады, дзякуючы форме дзвярэй, удзельнік, гледачы, змогуць увайсці ў гэты вельмі глыбокі пакой, такім чынам, што гэта робіць тое ж самае з адлюстраваннем чалавека, што і знешні выгляд твора з адлюстраваннем навакольных гарадскіх рэчаў». — сусветна вядомы брытанскі мастак Аніш Капур, скульптар Cloud Gate.
Гледзячы на ​​спакойную паверхню гэтай манументальнай скульптуры з нержавеючай сталі, цяжка здагадацца, колькі металу і мужнасці хаваецца пад яе паверхняй. «Cloud Gate» хавае гісторыі больш чым 100 металаапрацоўшчыкаў, разьбяроў, зваршчыкаў, аздабляльнікаў, інжынераў, тэхнікаў, металаапрацоўшчыкаў, мантажнікаў і кіраўнікоў — усіх за пяць гадоў.
Многія працавалі звышурочна, выконвалі майстэрні сярод ночы, разбівалі палаткі на будаўнічай пляцоўцы і цяжка працавалі пры тэмпературы 43 градусаў Цэльсія ў поўных касцюмах Tyvek® і паўмасках-рэспіратарах. Некаторыя працавалі ў пазіцыях, якія супраціўляліся сіле цяжару, звісаючы на ​​рамянях бяспекі, трымаючы інструменты і працуючы на ​​слізкіх схілах. Усё ідзе крыху (і значна далей), каб зрабіць немагчымае магчымым.
Увасобіць у жыццё канцэпцыю скульптара Аніша Капура аб эфемерных лунаючых аблоках у скульптуру з нержавеючай сталі вагой 110 тон, даўжынёй 66 футаў і вышынёй 33 футы было задачай вытворцаў Performance Structures Inc. (PSI) з Окленда, Каліфорнія, і MTH з Віла-Парка, штат Ілінойс. У свой 120-гадовы юбілей MTH з'яўляецца адным з найстарэйшых падрадчыкаў па праектаванні архітэктурных металічных і шкляных канструкцый у раёне Чыкага.
Патрабаванні да рэалізацыі праекта будуць залежаць ад мастацкага выканання, кемлівасці, механічных навыкаў і вытворчых ведаў абедзвюх кампаній. Яны выраблялі і нават выраблялі абсталяванне для праекта.
Некаторыя праблемы праекта звязаны з яго дзіўна выгнутай формай — кропкай або перавернутым пупком — і некаторыя з яго велізарных памераў. Скульптуры былі пабудаваныя дзвюма рознымі кампаніямі ў розных месцах за тысячы міль адно ад аднаго, што стварае праблемы з транспарціроўкай і стылем працы. Многія працэсы, якія неабходна выконваць у палявых умовах, цяжка выканаць у майстэрні, не кажучы ўжо пра палявыя ўмовы. Шмат цяжкасцей узнікае проста таму, што такая канструкцыя ніколі раней не стваралася. Такім чынам, няма ні арыенціру, ні чарцяжа, ні дарожнай карты.
Ітан Сільва з PSI мае шырокі вопыт у будаўніцтве абалонак, спачатку на караблях, а пазней у іншых мастацкіх праектах, кваліфікаваны для выканання унікальных задач па будаўніцтве абалонак. Аніш Капур папрасіў выпускнікоў фізікі і мастацтва прадаставіць невялікую мадэль.
«Такім чынам, я зрабіў узор памерам 2 х 3 метры, сапраўды гладкі выгнуты паліраваны кавалак, і ён сказаў: «О, ты зрабіў гэта, ты адзіны, хто гэта зрабіў», таму што ён два гады шукаў таго, хто б гэта зрабіў», — сказаў Сільва.
Першапачатковы план прадугледжваў, што PSI цалкам вырабіць і пабудаваць скульптуру, а затым адправіць яе цалкам на поўдзень ад Ціхага акіяна, праз Панамскі канал, на поўнач уздоўж Атлантычнага акіяна і па марскім шляху Святога Лаўрэнція ў порт на возеры Мічыган, па словах Эдварда Уліра, выканаўчага дырэктара Millennium Park Inc. Згодна з заявай, спецыяльна распрацаваная канвеерная сістэма будзе транспартаваць яе ў Millennium Park. Абмежаванні ў часе і практычнасць вымусілі змяніць гэтыя планы. Такім чынам, выгнутыя панэлі павінны былі быць падрыхтаваны для транспарціроўкі і дастаўлены грузавіком у Чыкага, дзе MTH збірала б асновы і надбудову, а таксама злучала б панэлі з надбудовай.
Аздабленне і паліроўка зварных швоў Cloud Gate для надання ім бясшвоўнага выгляду былі адным з самых складаных аспектаў палявой ўстаноўкі і зборкі. 12-этапны працэс завяршаецца нанясеннем адбельваючага румянца, падобнага да ювелірнага паліролю.
«Такім чынам, мы працавалі над гэтым праектам каля трох гадоў, вырабляючы гэтыя дэталі», — сказаў Сільва. «Гэта складаная праца. Шмат часу траціцца на тое, каб высветліць, як гэта зрабіць, і распрацаваць дэталі; ведаеце, проста ўдасканальваць гэта. Камп'ютэрныя тэхналогіі і старамодная металаапрацоўка — гэта спалучэнне коўкі і аэракасмічных тэхналогій».
Паводле яго слоў, цяжка зрабіць нешта такое вялікае і цяжкае з дакладнасцю. Найбуйнейшыя пліты ў сярэднім мелі 7 футаў у шырыню і 11 футаў у даўжыню і важылі 1500 фунтаў.
«Выкананне ўсёй працы ў САПР і стварэнне чарцяжоў для вытворчасці — гэта само па сабе вялікі праект», — кажа Сільва. «Мы выкарыстоўваем камп'ютэрныя тэхналогіі для вымярэння пласцін і дакладнай ацэнкі іх формы і крывізны, каб яны правільна падыходзілі адна да адной».
«Мы зрабілі камп'ютэрнае мадэляванне, а потым падзялілі яго», — сказаў Сільва. «Я выкарыстаў свой досвед будаўніцтва абалонак і меў некалькі ідэй аб тым, як сегментаваць формы, каб лініі швоў працавалі належным чынам і мы маглі атрымаць найлепшыя вынікі».
Некаторыя пліты квадратныя, некаторыя — пірагавыя. Чым бліжэй яны да крутога пераходу, тым больш яны пірагавыя і тым большы радыяльны пераход. Уверсе яны больш плоскія і большыя.
Плазма рэжа нержавеючую сталь 316L таўшчынёй ад 1/4 да 3/8 цалі, якая сама па сабе дастаткова трывалая, кажа Сілва. «Сапраўдная праблема — надаць велізарным плітам дастаткова дакладную крывізну. Гэта дасягаецца шляхам вельмі дакладнага фарміравання і вырабу каркаса сістэмы рэбраў для кожнай пліты. Такім чынам, мы можам дакладна вызначыць форму кожнай пліты».
Дошкі пракатваюцца на трохмерных роліках, якія кампанія PSI распрацавала і вырабіла спецыяльна для пракаткі гэтых дошак (гл. малюнак 1). «Гэта нешта накшталт стрыечнага брата брытанскіх ролікаў. Мы пракатваем іх з выкарыстаннем тэхнікі, падобнай да таго, як вырабляюцца крылы», — сказаў Сільва. Згінайце кожную панэль, перамяшчаючы яе туды-сюды на роліках, рэгулюючы ціск на ролікі, пакуль панэлі не будуць знаходзіцца ў межах 0,01 цалі ад патрэбнага памеру. Па яго словах, высокая дакладнасць абцяжарвае плаўнае фармаванне лістоў.
Затым зваршчык злучае флюсавую стружку з унутранай структурай рэбравай сістэмы. «На маю думку, флюсавая стружка — гэта выдатны спосаб стварэння структурных зварных швоў у нержавеючай сталі», — тлумачыць Сільва. «Гэта дазваляе атрымліваць высакаякасныя зварныя швы з моцным акцэнтам на вытворчасць і выдатна выглядае».
Усе паверхні дошак шліфуюцца ўручную і фрэзеруюцца на машыне, каб дасягнуць патрэбнай дакладнасці ў тысячную долю цалі, каб яны ўсе падыходзілі адна да адной (гл. малюнак 2). Памеры правяраюцца з дапамогай высокадакладнага вымяральнага і лазернага сканавальнага абсталявання. Нарэшце, пліта паліруецца да люстранога бляску і пакрываецца ахоўнай плёнкай.
Прыкладна траціна панэляў разам з асновай і ўнутранай канструкцыяй былі ўзведзены падчас пробнай зборкі перад тым, як панэлі былі адпраўлены з Окленда (гл. малюнкі 3 і 4). Мы спланавалі працэдуру абшыўкі і зрабілі зварку швоў на невялікіх дошках, каб злучыць іх разам. «Такім чынам, калі мы сабралі ўсё ў Чыкага, мы ведалі, што ўсё падыдзе», — сказаў Сільва.
Тэмпература, час і вібрацыя грузавіка могуць прывесці да расхіствання рулоннага ліста. Рабрысты рашотка прызначана не толькі для павелічэння калянасці дошкі, але і для падтрымання формы дошкі падчас транспарціроўкі.
Такім чынам, з арматурнай сеткай ўнутры, пліта падвяргаецца тэрмічнай апрацоўцы і астуджэнню, каб зняць напружанне матэрыялу. Каб яшчэ больш прадухіліць пашкоджанні падчас транспарціроўкі, для кожнай пліты вырабляюцца падстаўкі, якія затым загружаюцца ў кантэйнеры, прыкладна па чатыры за раз.
Затым кантэйнеры былі загружаны ў паўфабрыкаты, прыкладна па чатыры за раз, і адпраўлены ў Чыкага з брыгадамі PSI для ўстаноўкі з брыгадамі MTH. Адзін з іх — лагіст, які каардынуе транспарціроўку, а другі — кіраўнік у тэхнічнай зоне. Ён штодня працуе з персаналам MTH і дапамагае распрацоўваць новыя тэхналогіі па меры неабходнасці. «Вядома, ён быў вельмі важнай часткай працэсу», — сказаў Сільва.
Лайл Хіл, прэзідэнт MTH, сказаў, што першапачаткова MTH Industries павінна была замацаваць эфемерную скульптуру на зямлі і ўсталяваць надбудову, затым прыварыць да яе лісты і правесці канчатковую шліфоўку і паліроўку, прадастаўленую тэхнічным кіраўніцтвам PSI. Завяршэнне скульптуры азначае баланс паміж мастацтвам і практычнасцю; тэорыяй і рэальнасцю; неабходным часам і запланаваным часам.
Лу Чэрні, віцэ-прэзідэнт MTH па інжынерыі і кіраўнік праекта, сказаў, што яго цікавіць у гэтым праекце яго ўнікальнасць. «Наколькі нам вядома, у гэтым канкрэтным праекце адбываюцца рэчы, якія ніколі раней не рабілі або ніколі раней сапраўды не разглядаліся», — сказаў Чэрні.
Але праца над першай у сваім родзе праектнай задачай патрабуе гнуткай кемлівасці на месцы, каб вырашаць непрадбачаныя праблемы і адказваць на пытанні, якія ўзнікаюць па меры прасоўвання работ:
Як усталяваць 128 панэляў з нержавеючай сталі памерам з аўтамабіль на пастаянную надбудову, працуючы з імі ў дзіцячых пальчатках? Як зварыць гіганцкую дугападобную фасолю, не абапіраючыся на яе? Як пракрасці зварны шво, не маючы магчымасці зварваць знутры? Як дасягнуць ідэальнай люстраной паверхні зварных швоў з нержавеючай сталі ў палявых умовах? Што адбудзецца, калі ў яго ўдарыць маланка?
Па словах Чэрні, першай прыкметай таго, што гэта будзе надзвычай складаны праект, стала пачатак будаўніцтва і ўстаноўкі 30-тысячафунтовага абсталявання — сталёвай канструкцыі, якая падтрымлівае скульптуру.
Нягледзячы на ​​тое, што цынкавая канструкцыйная сталь, пастаўленая PSI для зборкі асновы падмурка, была адносна простай у вырабе, пляцоўка для падмурка размяшчалася напалову над рэстаранам, а напалову над паркоўкай, кожная на рознай вышыні.
«Такім чынам, падканструкцыя крыху кансольная і хісткая», — сказаў Чэрні. «Там, дзе мы ўклалі шмат гэтай сталі, у тым ліку на пачатку саміх ліставых работ, нам давялося прымусіць кран заехаць у 5-футавую адтуліну».
Чэрні сказаў, што яны выкарыстоўвалі вельмі складаную сістэму мацавання, у тым ліку механічную сістэму папярэдняга нацяжэння, падобную да той, што выкарыстоўваецца ў вугальнай здабычы, і некаторыя хімічныя анкеры. Пасля таго, як асновы сталёвай канструкцыі замацаваны ў бетоне, неабходна пабудаваць надбудову, да якой будзе мацавацца абалонка.
«Мы пачалі ўсталёўваць ферменную сістэму, выкарыстоўваючы два вялікія вырабленыя ўшчыльняльныя кольцы з нержавеючай сталі 304 — адно на паўночным канцы канструкцыі і адно на паўднёвым», — кажа Чэрні (гл. малюнак 3). Кальцы ўтрымліваюцца разам перакрыжаванымі трубчастымі фермамі. Падрамнік з кальцавым стрыжнем вырабляецца секцыямі і змацоўваецца балтамі на месцы з выкарыстаннем GMAW, зварных прутковых і звараных рэбраў калянасці.
«Такім чынам, ёсць вялікая надбудова, якую ніхто ніколі не бачыў; яна прызначана выключна для апорнага каркаса», — сказаў Чэрні.
Нягледзячы на ​​ўсе намаганні па распрацоўцы, вырабе і ўсталёўцы ўсіх неабходных кампанентаў для праекта ў Оклендзе, гэтая скульптура беспрэцэдэнтная, і пракладанне новых шляхоў заўсёды суправаджаецца недахопамі і драпінамі. Сапраўды гэтак жа аб'яднаць вытворчаю канцэпцыю адной кампаніі з іншай не так проста, як перадаць эстафету. Акрамя таго, фізічная адлегласць паміж аб'ектамі прывяла да затрымак паставак, што зрабіла частку вытворчасці на месцы лагічнай.
«Нягледзячы на ​​тое, што працэдуры зборкі і зваркі ў Оклендзе былі спланаваны загадзя, рэальныя ўмовы на будаўнічай пляцоўцы патрабавалі ад усіх адаптыўнай кемлівасці», — сказаў Сільва. «І супрацоўнікі прафсаюза сапраўды выдатныя».
На працягу першых некалькіх месяцаў штодзённым распарадкам дня MTH было вызначэнне таго, што прадугледжвае штодзённая праца і як найлепш вырабіць некаторыя кампаненты для ўзвядзення падрамніка, а таксама некаторыя распоркі, «амартызатары», рычагі, штыфты і штыфты. Па словах Эра, патрэбныя былі рычагі для стварэння часовай сістэмы абшыўкі.
«Гэта бесперапынны працэс праектавання і вытворчасці на хаду, каб рэчы рухаліся і хутка дастаўляліся на аб'ект. Мы трацім шмат часу на сартаванне таго, што ў нас ёсць, у некаторых выпадках перапрацоўваем і перапрацоўваем, а потым вырабляем неабходныя дэталі».
«Літаральна, у нас будзе 10 рэчаў у аўторак, якія мы павінны даставіць на месца ў сераду», — сказаў Хіл. «Тут шмат звышурочнай працы і шмат працы ў краме, якая выконваецца сярод ночы».
«Каля 75 працэнтаў кампанентаў падвескі дошкі вырабляюцца або мадыфікуюцца ў палявых умовах», — сказаў Чэрні. «Пару разоў мы літаральна выдумлялі 24-гадзінны працоўны дзень. Я быў у краме да 2-3 гадзін ночы, а потым ішоў дадому прыняць душ, забіраў рэчы а 5:30 раніцы і ўсё роўна мокнуў».
Часовая сістэма падвескі MTH для зборкі корпуса складаецца з спружын, стоек і тросаў. Усе злучэнні паміж пласцінамі часова змацаваны балтамі. «Такім чынам, уся канструкцыя механічна злучана, падвешана знутры, з дапамогай 304 ферм», — сказаў Чэрні.
Яны пачынаюць з купала ля асновы скульптуры омхала — «пупка пупка». Купал быў падвешаны да ферм з дапамогай часовай чатырохкропкавай сістэмы спружыннай апоры, якая складаецца з падвесаў, тросаў і спружын. Чэрні сказаў, што спружына забяспечвае «ўзаемную кампенсацыю» па меры дадання новых дошак. Затым спружыны рэгулююцца ў залежнасці ад вагі, дададзенай кожнай пласцінай, каб дапамагчы збалансаваць усю скульптуру.
Кожная з 168 дошак мае ўласную чатырохкропкавую сістэму апоры з спружынамі падвескі, таму яна падтрымліваецца асобна, калі ўсталявана на месца. «Ідэя заключаецца ў тым, каб не перабольшваць значэнне якіх-небудзь злучэнняў, таму што гэтыя злучэнні злучаны разам, каб дасягнуць зазору 0/0», — сказаў Чэрні. «Калі дошка ўдарыцца аб дошку пад ёй, гэта можа выклікаць выгінанне і іншыя праблемы».
Як сведчанне дакладнасці працы PSI, зборка вельмі добрая, з невялікай колькасцю зазораў. «PSI выдатна папрацавалі над вырабам панэляў», — кажа Чэрні. «Я аддаю ім належнае, таму што ў рэшце рэшт яны сапраўды падышлі. Падгонка сапраўды добрая, што для мяне выдатна. Мы гаворым літаральна пра тысячныя долі цалі. Пласціна размяшчаецца на... Ёсць закрыты край разам».
«Калі зборка заканчваецца, многія думаюць, што ўсё гатова», — сказаў Сілва, і не толькі таму, што швы шчыльныя, але і таму, што цалкам сабраныя дэталі і паліраваныя люстраныя пласціны адлюстроўваюць навакольнае асяроддзе. Але стыковыя швы бачныя, у вадкай ртуці швоў няма. Акрамя таго, скульптуру ўсё роўна трэба было цалкам зварваць швамі, каб захаваць яе структурную цэласнасць для будучых пакаленняў, сказаў Сілва.
Завяршэнне будаўніцтва Cloud Gate давялося адкласці падчас урачыстага адкрыцця парку восенню 2004 года, таму Omhalus быў сапраўдным GTAW, і гэта працягвалася некалькі месяцаў.
«Вы можаце ўбачыць невялікія карычневыя плямы, якія з'яўляюцца прыпаянымі злучэннямі TIG па ўсёй канструкцыі», — сказаў Чэрні. «Мы пачалі аднаўляць намёты ў студзені».
«Наступнай сур'ёзнай вытворчай задачай для гэтага праекта было зварванне шва без страты дакладнасці формы з-за дэфармацыі пры зварцы», — сказаў Сільва.
Плазменная зварка забяспечвае неабходную трываласць і калянасць з мінімальнай рызыкай для ліста, сказаў Чэрні. Сумесь з 98% аргону і 2% гелія найлепш працуе для памяншэння забруджвання і паляпшэння сплаўлення.
Зваршчыкі выкарыстоўваюць тэхніку плазменнай зваркі тыпу «замочная свідравіна» з выкарыстаннем крыніц харчавання Thermal Arc® і спецыяльных вузлоў трактароў і гарэлак, распрацаваных і якія выкарыстоўваюцца PSI.