Видение Аниша Капура скульптуры «Облачные врата» в Миллениум-парке в Чикаго состоит в том, что она напоминает жидкую ртуть, органично отражающую окружающий город. Достижение этой цельности — труд любви.
«Что я хотел сделать в Миллениум-парке, так это сделать что-то, что вписалось бы в горизонт Чикаго… чтобы люди увидели плывущие в нем облака и отражение этих очень высоких зданий в работе.Затем, благодаря форме двери, участник, зрители, смогут войти в эту очень глубокую комнату таким образом, что она делает то же самое с отражением человека, как внешний вид произведения делает с отражением окружающих городских вещей».– всемирно известный британский художник Аниш Капур, скульптор «Облачные врата».
Глядя на спокойную поверхность этой монументальной скульптуры из нержавеющей стали, трудно догадаться, сколько металла и мужества скрывается под ее поверхностью. Облачные врата скрывают истории более 100 производителей металла, резчиков, сварщиков, триммеров, инженеров, техников, слесарей, монтажников и менеджеров — на протяжении пяти лет.
Многие работали сверхурочно, выполняли работу в мастерской посреди ночи, разбивали лагеря на стройплощадке и трудились при 110-градусной температуре в полных костюмах Tyvek® и респираторах-полумасках. Некоторые работают против гравитации, свисая с ремней безопасности, держа инструменты и работая на скользких склонах. Все идет немного (и далеко за пределы), чтобы сделать невозможное возможным.
Усиление концепции скульптора Аниша Капура о эфирных плавающих облаках в скульптуру из нержавеющей стали весом 110 тонн, 66 футов в длину и 33 фута в высоту было задачей компании-производителя Performance Structures Inc. (PSI), Окленд, Калифорния, и MTH, Вилла Парк, Иллинойс. В свой 120-летний юбилей MTH является одним из старейших архитектурных подрядчиков по проектированию металлических и стеклянных конструкций в районе Чикаго.
Требования для реализации проекта будут связаны с художественным исполнением, изобретательностью, механическими навыками и производственными ноу-хау обеих компаний. Они изготавливали и даже производили оборудование для проекта.
Некоторые сложности проекта возникают из-за его странной изогнутой формы (точка или перевернутый пупок), а некоторые из-за его огромных размеров. Скульптуры были построены двумя разными компаниями в разных местах, расположенных на расстоянии тысяч миль друг от друга, что создавало проблемы с транспортировкой и стилями работы. Многие процессы, которые необходимо выполнять в полевых условиях, трудно выполнить в условиях магазина, не говоря уже о полевых условиях. Большие трудности возникают просто потому, что подобная структура никогда раньше не создавалась.
Итан Сильва из PSI имеет большой опыт в строительстве оболочек, сначала на кораблях, а затем в других художественных проектах, квалифицированный для уникальных задач по строительству оболочек. Аниш Капур попросил выпускников факультетов физики и искусства предоставить небольшую модель.
«Поэтому я сделал образец размером 2 х 3 метра, действительно гладкий изогнутый полированный кусок, и он сказал: «О, ты сделал это, ты единственный, кто это сделал», потому что он два года искал найти кого-нибудь, кто это сделает», — сказал Сильва.
По словам Эдварда Улира, исполнительного директора Millennium Park Inc., первоначальный план состоял в том, чтобы PSI полностью изготовила и построила скульптуру, а затем отправила ее целиком к югу от Тихого океана, через Панамский канал, на север вдоль Атлантического океана и вдоль морского пути Святого Лаврентия в порт на озере Мичиган. ed в Чикаго, где MTH соберет подконструкцию и надстройку, а также соединит панели с надстройкой.
Окончательная обработка и полировка сварных швов облачных ворот для придания им бесшовного вида была одним из самых сложных аспектов задачи по установке и сборке на месте. 12-этапный процесс завершается нанесением осветляющих румян, похожих на ювелирную полироль.
«По сути, мы работали над этим проектом около трех лет, изготавливая эти детали, — сказал Сильва. — Это тяжелая работа.Большая часть этого времени тратится на выяснение того, как это сделать, и на проработку деталей;Вы знаете, просто совершенствуя его.То, как мы используем компьютерные технологии и старую добрую металлообработку, — это сочетание ковки и аэрокосмических технологий».
По его словам, трудно сделать что-то настолько большое и тяжелое с высокой точностью. Самые большие плиты имели в среднем 7 футов в ширину и 11 футов в длину и весили 1500 фунтов.
«Выполнение всей работы в САПР и создание фактических рабочих чертежей для работы само по себе является большим проектом», — говорит Сильва. «Мы используем компьютерные технологии для измерения пластин и точной оценки их формы и кривизны, чтобы они правильно подходили друг к другу.
«Мы выполнили компьютерное моделирование, а затем разделили его на части», — сказал Сильва. «Я использовал свой опыт в строительстве оболочек, и у меня были некоторые идеи о том, как сегментировать формы, чтобы линии шва работали, чтобы мы могли получить результаты наилучшего качества».
Одни пластины квадратные, другие пирогообразные. Чем ближе они к крутому переходу, тем более они пирогообразны и тем больше радиус радиального перехода. Вверху они более плоские и крупнее.
Плазменная резка нержавеющей стали 316L толщиной от 1/4 до 3/8 дюйма, которая сама по себе достаточно прочна, говорит Сильва.Это достигается путем очень точного формирования и изготовления каркаса реберной системы для каждой плиты.Таким образом, мы можем точно определить форму каждой плиты».
Доски прокатываются на роликах 3D, которые компания PSI разработала и изготовила специально для прокатки этих досок (см. рис. 1). «Это своего рода родственник британских роликов.Мы сворачиваем их, используя технику, аналогичную тому, как изготавливаются крылья», — сказал Сильва. Сгибаем каждую панель, перемещая ее вперед и назад на роликах, регулируя давление на ролики до тех пор, пока панели не будут в пределах 0,01 дюйма от желаемого размера. Требуемая высокая точность затрудняет плавное формование листов, сказал он.
Затем сварщик приваривает флюсовую проволоку к структуре внутренней реберной системы. «По моему мнению, флюсовая проволока — действительно отличный способ создания конструкционных сварных швов из нержавеющей стали, — объясняет Сильва.
Все поверхности досок шлифуются вручную и фрезеруются на станке, чтобы обрезать их с точностью до тысячных долей дюйма, чтобы все они подошли друг к другу (см. рис. 2). Проверьте размеры с помощью прецизионного измерительного и лазерного сканирующего оборудования. Наконец, пластина полируется до зеркального блеска и покрывается защитной пленкой.
Около одной трети панелей, вместе с основанием и внутренней конструкцией, были собраны в ходе пробной сборки до того, как панели были отправлены из Окленда (см. рис. 3 и 4). Спланировали процедуру обшивки и сварили несколько небольших досок, чтобы соединить их вместе.
Температура, время и вибрация грузовика могут привести к ослаблению катаного листа. Ребристая решетка предназначена не только для увеличения жесткости доски, но и для сохранения формы доски во время транспортировки.
Поэтому, с армирующей сеткой внутри, плита подвергается термообработке и охлаждению для снятия напряжения с материала. Для дальнейшего предотвращения повреждений при транспортировке для каждой плиты изготавливаются люльки, которые затем загружаются в контейнеры, примерно по четыре за раз.
Затем контейнеры были загружены в полуфабрикаты, примерно по четыре за раз, и отправлены в Чикаго с бригадами PSI для установки с бригадами MTH. Один из них — специалист по логистике, который координирует транспортировку, а другой — супервайзер в технической области. Он ежедневно работает с персоналом MTH и помогает разрабатывать новые технологии по мере необходимости.
Лайл Хилл, президент MTH, сказал, что MTH Industries изначально было поручено закрепить эфирную скульптуру на земле и установить надстройку, затем приварить к ней листы и провести окончательную шлифовку и полировку, любезно предоставленную Техническим руководством PSI.Завершение скульптуры означает баланс между искусством и практичностью;теория и реальность;необходимое время и запланированное время.
Лу Черни, вице-президент MTH по проектированию и руководителю проекта, сказал, что его интересует в проекте его уникальность. «Насколько нам известно, в этом конкретном проекте происходят вещи, которые никогда раньше не делались или никогда раньше не рассматривались», — сказал Черни.
Но работа над первой в своем роде работой требует гибкой изобретательности на месте, чтобы решать непредвиденные проблемы и отвечать на вопросы, возникающие в ходе работы:
Как прикрепить 128 панелей из нержавеющей стали размером с автомобиль к постоянной надстройке, работая с ними в лайковых перчатках? Как сварить гигантский дугообразный боб, не полагаясь на него? Как проникнуть в сварной шов, не имея возможности сваривать изнутри? Как добиться идеального зеркального блеска сварных швов из нержавеющей стали в полевых условиях?
По словам Черни, первым признаком того, что это будет исключительно сложный проект, было начало строительства и установки оборудования весом 30 000 фунтов. Стальная конструкция, поддерживающая скульптуру.
В то время как конструкционная сталь с высоким содержанием цинка, предоставленная PSI для сборки основания подконструкции, была относительно проста в производстве, площадка подконструкции располагалась наполовину над рестораном и наполовину над автостоянкой, каждая на разной высоте.
«Поэтому подконструкция является консольной и шаткой, — сказал Черни. — Там, где мы помещали много этой стали, в том числе в начале самой плиты, нам фактически приходилось заставлять кран въезжать в 5-футовую яму».
Черни сказал, что они использовали очень сложную систему анкеровки, в том числе механическую систему предварительного натяжения, аналогичную той, что используется при добыче угля, и некоторые химические анкеры. После того, как основание стальной конструкции закреплено в бетоне, необходимо построить надстройку, к которой будет прикреплена оболочка.
«Мы начали установку системы ферм с использованием двух больших изготовленных уплотнительных колец из нержавеющей стали 304 — одного на северном конце конструкции и одного на южном конце», — говорит Черни (см. рис. 3). Кольца удерживаются вместе перекрещивающимися трубчатыми фермами. Подрамник с кольцевым сердечником состоит из секций и крепится болтами на месте с помощью GMAW, сварки стержней и сварных ребер жесткости.
«Итак, есть большая надстройка, которую никто никогда не видел;это строго для структурного каркаса», — сказал Черни.
Несмотря на все усилия по проектированию, изготовлению, изготовлению и установке всех необходимых компонентов для проекта в Окленде, эта скульптура является беспрецедентной, и прокладывание новых путей всегда сопряжено с заусенцами и царапинами. Точно так же совмещение производственной концепции одной компании с другой не так просто, как передать эстафету.
«Хотя процедуры сборки и сварки были запланированы в Окленде заранее, фактические условия на месте требовали от всех адаптивной изобретательности, — сказал Сильва. — И профсоюзный персонал действительно великолепен».
В течение первых нескольких месяцев ежедневной рутиной MTH было определение того, что влечет за собой дневная работа и как лучше всего изготовить некоторые компоненты для сборки подрамника, а также некоторые стойки, «амортизаторы», рычаги, штифты и штифты.По словам Эра, пого-стики нужны для создания временной системы сайдинга.
«Это непрерывный процесс проектирования и производства «на лету», чтобы все оставалось в движении и быстро доставлялось на место.Мы тратим много времени на разбор того, что у нас есть, в некоторых случаях на перепроектирование и редизайн, а затем на изготовление необходимых деталей.
«Буквально во вторник у нас будет 10 вещей, которые мы должны доставить на место в среду, — сказал Хилл.
«Около 75 процентов компонентов подвески доски изготавливаются или модифицируются в полевых условиях, — сказал Черни. — Пару раз мы буквально наверстывали 24-часовой день.Я был в магазине до 2, 3 ночи, а потом шел домой, чтобы принять душ, забирал в 5:30 и все равно промок».
Система временной подвески MTH для сборки корпуса состоит из пружин, распорок и тросов. Все соединения между пластинами временно скреплены болтами. «Таким образом, вся конструкция механически связана, подвешена изнутри на 304 фермах», — сказал Черни.
Они начинают с купола у основания скульптуры омгала — «пупка пупка». Купол был подвешен к фермам с помощью временной четырехточечной подвесной пружинной системы, состоящей из подвесок, тросов и пружин. Черни сказал, что пружина обеспечивает «отдачу и взятие» по мере добавления дополнительных досок. Затем пружины перенастраиваются в зависимости от веса, добавляемого каждой пластиной, чтобы помочь сбалансировать всю скульптуру.
Каждая из 168 досок имеет свою собственную четырехточечную систему поддержки пружин подвески, поэтому она поддерживается индивидуально, когда находится на месте. «Идея состоит в том, чтобы не переоценивать какие-либо соединения, потому что эти соединения соединяются для достижения зазора 0/0», — сказал Черни. «Если доска ударяется о доску под ней, это может вызвать коробление и другие проблемы».
Свидетельством точности работы PSI является то, что сборка очень качественная, с малым количеством зазоров. «PSI проделала фантастическую работу по изготовлению панелей», — говорит Черни.Комплектация действительно хорошая, что мне очень нравится.Мы говорим буквально о тысячных долях дюйма.Тарелка ставится на сомкнутый край».
«Когда они заканчивают сборку, многие люди думают, что она сделана», — сказал Сильва, не только потому, что швы тугие, но и потому, что полностью собранные детали и полированные до зеркального блеска пластины вступают в игру, чтобы отражать окружающую среду. Но стыковые швы видны, жидкая ртуть не имеет швов.
Завершение строительства Облачных врат пришлось отложить во время торжественного открытия парка осенью 2004 года, так что omhalus превратился в живой GTAW, и это продолжалось несколько месяцев.
«Вокруг всей конструкции видны небольшие коричневые пятна, которые представляют собой сварные соединения TIG, — сказал Черни. — Мы начали восстанавливать палатки в январе».
«Следующей важной производственной задачей для этого проекта была сварка шва без потери точности формы из-за усадочной деформации при сварке», — сказал Сильва.
По словам Черни, плазменная сварка обеспечивает необходимую прочность и жесткость с минимальным риском для листа. Смесь 98% аргона и 2% гелия лучше всего подходит для уменьшения загрязнения и улучшения плавления.
Сварщики используют методы плазменной сварки с замочной скважиной, используя источники питания Thermal Arc® и специальные узлы трактора и горелки, разработанные и используемые PSI.