Задум Аніша Капура щодо скульптури «Хмарна брама» в парку Міленіум у Чикаго полягає в тому, щоб вона нагадувала рідку ртуть, плавно відображаючи навколишнє місто. Досягнення такої цілісності – це праця любові.
«Я хотів включити в роботу «Парк Міленіум» горизонт Чикаго… щоб люди могли бачити хмари, що пливуть у ньому, і ці дуже високі будівлі, відображені в ній. Учасник, глядач, зможе увійти в цю дуже глибоку кімнату, яка в певному сенсі діє на власне відображення так само, як зовнішній вигляд роботи діє на відображення навколишнього міста», – сказав всесвітньо відомий британський художник Аніш Капур, скульптор «Хмарних воріт».
Дивлячись на спокійну поверхню цієї монументальної скульптури з нержавіючої сталі, важко здогадатися, скільки металу та мужності приховується під її поверхнею. Cloud Gate приховує історії понад 100 обробників металу, різьбярів, зварювальників, обрізувачів, інженерів, техніків, монтажників, слюсарів та менеджерів – понад 5 років створення.
Багато хто працював довгі години, працював у майстернях посеред ночі, розбивав намети на будівельному майданчику та важко працював за температури 43 градусів у повних костюмах Tyvek® та напівмасках. Дехто працює проти сили тяжіння, висячи на страхувальних поясах, тримаючи інструменти та працюючи на слизьких схилах. Все робить трохи (і набагато більше), щоб зробити неможливе можливим.
Втілення концепції скульптора Аніша Капура у вигляді ефірної ширяючої хмари у скульптуру з нержавіючої сталі вагою 110 тонн, 66 футів завдовжки та 33 фути заввишки було завданням виробничої фірми Performance Structures Inc. (PSI) з Окленда, Каліфорнія, та MTH з Вілла-Парку, Іллінойс. У свою 120-ту річницю MTH є одним із найстаріших підрядників зі сталевих конструкцій та скла в районі Чикаго.
Вимоги до реалізації проєкту залежатимуть від художнього виконання, винахідливості, механічних навичок та виробничих ноу-хау обох компаній. Вони виготовляють на замовлення та навіть будують обладнання для проєкту.
Деякі проблеми проєкту пов'язані з його дивно вигнутою формою – крапкою або перевернутим пупком – а деякі – з його величезними розмірами. Скульптури були побудовані двома різними компаніями в різних місцях, розташованих за тисячі миль одне від одного, що створює проблеми з транспортуванням та стилями роботи. Багато процесів, які необхідно виконувати в польових умовах, важко виконати в цеху, не кажучи вже про польові роботи. Велика складність виникає просто тому, що така структура ніколи раніше не створювалася. Отже, немає жодного зв'язку, немає жодного плану, немає жодної дорожньої карти.
Ітан Сілва з PSI має великий досвід у будівництві корпусів, спочатку суден, а пізніше в інших мистецьких проектах, і кваліфікований для виконання унікальних завдань з будівництва корпусів. Аніш Капур попросив випускників фізики та мистецтва надати невелику модель.
«Тож я зробив зразок розміром 2 на 3 метри, справді гладкий вигнутий полірований виріб, і він сказав: «О, ти це зробив, ти єдиний, хто це зробив», бо він шукав два роки. Знайдіть когось, хто підійде», – сказав Сілва.
Початковий план полягав у тому, щоб PSI виготовила та побудувала скульптуру повністю, а потім відправила всю роботу на південь від Тихого океану через Панамський канал і на північ вздовж Атлантичного океану та морського шляху Святого Лаврентія до порту на озері Мічиган. Едвард Улір, генеральний директор Millennium Park Inc. Згідно із заявою, спеціально розроблена конвеєрна система доставить його до Millennium Park. Обмеження в часі та практичність змусили змінити ці плани. Таким чином, вигнуті панелі довелося закріпити для транспортування та доставити вантажівкою до Чикаго, де MTH зібрала підконструкцію та надбудову, а також з'єднала панелі з надбудовою.
Оздоблення та полірування зварних швів Cloud Gate для надання їм безшовного вигляду було одним із найскладніших аспектів встановлення та складання на місці. 12-етапний процес завершується нанесенням освітлювального рум'яна, схожого на поліроль для ювелірних виробів.
«По суті, ми працювали над цим проєктом близько трьох років, створюючи ці деталі», – сказав Сільва. «Це важка робота. Потрібно багато часу, щоб зрозуміти, як це зробити, і опрацювати деталі; знаєте, просто довести до досконалості. Спосіб, у який ми використовуємо комп’ютерні технології та стару добру металообробку, – це поєднання кування та аерокосмічних технологій».
Він сказав, що важко зробити щось таке велике та важке з високою точністю. Найбільші плити мали в середньому 7 футів завширшки та 11 футів завдовжки та важили 1500 фунтів.
«Виконання всієї роботи з САПР та створення фактичних креслень для роботи – це саме по собі великий проект», – каже Сільва. «Ми використовуємо комп’ютерні технології для вимірювання пластин та точної оцінки їхньої форми та кривизни, щоб вони правильно з’єднувалися».
«Ми провели комп’ютерне моделювання, а потім розділили його», – сказав Сільва. «Я використав свій досвід у будівництві оболонок і мав кілька ідей щодо того, як сегментувати форми, щоб лінії швів працювали належним чином, аби ми могли отримати найкращі результати».
Деякі пластини квадратні, деякі мають форму пирога. Чим ближче вони до різкого переходу, тим більше вони мають форму пирога і тим більший радіус радіального переходу. У верхній частині вони більш плоскі та більші.
За словами Сілви, плазма ріже нержавіючу сталь 316L товщиною від 1/4 до 3/8 дюйма, яка сама по собі достатньо міцна. «Справжнє завдання полягає в тому, щоб надати величезним плитам досить точну кривизну. Це досягається завдяки дуже точному формуванню та виготовлення каркаса реберної системи для кожної плити. Таким чином, ми можемо точно визначити форму кожної плити».
Плити прокатуються на 3D-валках, які PSI розробила та виготовила спеціально для прокатування цих плит (див. рис. 1). «Це щось на кшталт двоюрідного брата британських валків. Ми прокатуємо їх за тією ж технологією, що й крила», – сказав Сільва. Згинайте кожну панель, рухаючи її вперед і назад на роликах, регулюючи тиск на ролики, доки панелі не опиняться в межах 0,01 дюйма від потрібного розміру. За його словами, необхідна висока точність ускладнює плавне формування листів.
Потім зварювальник приварює порошковий дріт до конструкції внутрішньої ребристої системи. «На мою думку, порошковий дріт – це справді чудовий спосіб створення конструкційних зварних швів з нержавіючої сталі», – пояснює Сільва. «Це забезпечує високоякісні зварні шви з акцентом на виробництво та чудовий зовнішній вигляд».
Усі поверхні дощок шліфуються та фрезеруються вручну на верстаті, щоб вирізати їх з точністю до тисячної дюйма для підгонки одна до одної (див. рис. 2). Розміри перевіряються за допомогою точного вимірювального обладнання та лазерного сканування. Нарешті, пластина полірується до дзеркального блиску та покривається захисною плівкою.
Близько третини панелей разом з основою та внутрішньою конструкцією було зібрано в тестовому монтажі перед тим, як панелі були відправлені з Окленда (див. рисунки 3 та 4). Спланували процедуру обшивки та зварили кілька невеликих дощок, щоб з’єднати їх разом. «Тож, коли ми зібрали це в Чикаго, ми знали, що воно підійде», – сказав Сільва.
Температура, час та вібрація візка можуть призвести до розхитування рулонного листа. Ребриста решітка призначена не лише для збільшення жорсткості плити, але й для збереження її форми під час транспортування.
Тому, коли армуюча сітка знаходиться всередині, плиту термічно обробляють та охолоджують, щоб зняти напругу в матеріалі. Щоб додатково запобігти пошкодженню під час транспортування, для кожної тарілки виготовляють люльки, а потім завантажують у контейнери, приблизно по чотири за раз.
Потім контейнери завантажували напівфабрикатами, приблизно по чотири за раз, і відправляли їх до Чикаго з бригадами PSI для встановлення з бригадами MTH. Один з них — логіст, який координує транспортування, а інший — керівник у технічній зоні. Він щодня працює зі співробітниками MTH та допомагає розробляти нові технології за потреби. «Звичайно, він був дуже важливою частиною процесу», — сказав Сільва.
Лайл Гілл, президент MTH, сказав, що MTH Industries спочатку мала закріпити ефемерну скульптуру на землі та встановити надбудову, потім приварити до неї листи та виконати остаточне шліфування та полірування, люб'язно надавши PSI Technical Management. Скульптура передбачає баланс між мистецтвом і практичністю, теорією і реальністю, необхідним часом і запланованим часом.
Лу Черні, віце-президент MTH з інженерії та керівник проекту, сказав, що його зацікавила унікальність проекту. «Наскільки нам відомо, у цьому конкретному проекті відбуваються речі, які ніколи раніше не робилися і ніколи раніше не розглядалися», – сказав Черні.
Але робота над першим у своєму роді твором вимагає гнучкої винахідливості на місці, щоб вирішувати непередбачені проблеми та відповідати на запитання, що виникають у процесі:
Як прикріпити 128 панелей з нержавіючої сталі розміром з автомобіль до постійної надбудови в дитячих рукавичках? Як припаяти гігантську дугоподібну квасолю, не покладаючись на неї? Як пробити зварний шов, не маючи можливості зварювати зсередини? Як досягти ідеальної дзеркальної поверхні зварних швів з нержавіючої сталі в польових умовах? Що станеться, якщо в нього вдарить блискавка?
Черні сказав, що першою ознакою того, що це буде надзвичайно складний проєкт, стало початок будівництва та встановлення обладнання вагою 30 000 фунтів. Сталева конструкція, що підтримує скульптуру.
Хоча високоцинкована конструкційна сталь, надана PSI для складання основи підконструкції, була відносно легкою у виготовленні, платформа для підконструкції розташовувалася наполовину над рестораном, а наполовину над автостоянкою, кожна на різній висоті.
«Тож основа має певний консольний перекриття та хитку структуру», – сказав Черні. «Там, де ми розмістили багато цієї сталі, зокрема на початку самої плити, нам довелося з силою втиснути кран у отвір глибиною 5 футів».
Черні сказав, що вони використовували дуже складну систему анкерного кріплення, включаючи механічну систему попереднього натягу, подібну до тих, що використовуються у вугільній промисловості, та деякі хімічні анкери. Після того, як основа сталевої конструкції закріплена в бетоні, необхідно побудувати надбудову, до якої буде кріпитися оболонка.
«Ми почали встановлювати ферменну систему, використовуючи два великих виготовлених ущільнювальних кільця з нержавіючої сталі 304 — одне на північному кінці конструкції, а одне на південному», — каже Черні (див. рисунок 3). Кільця кріпляться за допомогою пересічних трубчастих ферм. Підрамник з кільцевим осердям розрізається на секції та кріпиться болтами за допомогою плавлення металу в газовій струзі, зварювання прутками та зварних ребер жорсткості.
«Отже, є велика надбудова, яку ніхто ніколи не бачив; вона призначена виключно для структурного каркасу», – сказав Черні.
Незважаючи на всі зусилля щодо проектування, проектування, виготовлення та встановлення всіх необхідних компонентів для проєкту в Окленді, ця скульптура є безпрецедентною, а нові шляхи завжди супроводжуються задирками та подряпинами. Так само узгодити виробничу концепцію однієї компанії з іншою не так просто, як передати естафету. Крім того, фізична відстань між об'єктами призводила до затримок доставки, що робило логічним виробництво на місці.
«Хоча процедури складання та зварювання були заплановані в Окленді заздалегідь, фактичні умови на місці вимагали від усіх творчості», – сказав Сілва. «І профспілковий персонал справді чудовий».
Протягом перших кількох місяців щоденним розпорядком дня MTH було визначення того, що передбачає робота на день і як найкраще виготовити деякі компоненти підрамника, а також стійки, «амортизатори», важелі, штифти та шпильки. Ер сказав, що для створення тимчасової системи сайдингу потрібні були стрижні-гойдалки.
«Це безперервний процес проектування та виробництва в режимі реального часу, щоб забезпечити рух і швидке впровадження в поле. Ми витрачаємо багато часу на сортування того, що маємо, в деяких випадках на переробку та переробку, а потім на виробництво необхідних нам деталей».
«Буквально у вівторок у нас буде 10 речей, які ми маємо доставити на місце в середу», – сказав Гілл. «У нас багато понаднормової роботи та багато роботи в магазині, яка виконується посеред ночі».
«Близько 75 відсотків компонентів підвіски бокового борту виготовляються або модифікуються в польових умовах», – сказав Черні. «Кілька разів ми буквально надолужили 24-годинний робочий день. Я був у магазині до 2-3 години ночі, а потім пішов додому прийняти душ, забрав о 5:30 і все одно промок...»
Тимчасова система підвіски MTN для складання корпусу складається з пружин, стійок та тросів. Усі з’єднання між пластинами тимчасово скріплені болтами. «Таким чином, вся конструкція механічно з’єднана, підвішена зсередини на 304 фермах», – сказав Черні.
Вони починаються з купола біля основи скульптури омгали – «пупа пупка». Купол був підвішений до ферм за допомогою тимчасової чотириточкової пружинної системи опори, що складається з підвісів, тросів та пружин. Черні сказав, що пружина забезпечує «підстрибування» під час додавання нових дощок. Потім пружини регулюються залежно від ваги, що додається кожною пластиною, щоб збалансувати всю скульптуру.
Кожна зі 168 дощок має власну чотириточкову систему пружинної підвіски, тому вона окремо підтримується на місці. «Ідея полягає в тому, щоб не переоцінювати жодні з’єднання, оскільки вони з’єднані для досягнення зазору 0/0», – сказав Черні. «Якщо дошка вдариться об дошку знизу, це може призвести до деформації та інших проблем».
Як свідчення точності PSI, збірка дуже якісна з мінімальним люфтом. «PSI виконали фантастичну роботу зі створення панелей», — каже Черні. «Я віддаю їм належне, бо, зрештою, він справді підійшов. Обладнання справді гарне, що для мене просто фантастично. Йдеться буквально про тисячні частки дюйма. Зібрана пластина має закритий край».
«Коли вони закінчують складання, багато людей думають, що все готово», – сказав Сілва, не лише тому, що шви щільні, але й тому, що повністю зібрані деталі та дзеркально відполіровані пластини відображають навколишнє середовище. Але стикові шви видно, рідка ртуть не має швів. Крім того, скульптуру довелося повністю зварити, щоб зберегти її структурну цілісність для майбутніх поколінь, сказав Сілва.
Завершення будівництва Хмарної брами довелося відкласти під час урочистого відкриття парку восени 2004 року, тому омгалус став живим GTAW, і це тривало кілька місяців.
«Ви можете побачити маленькі коричневі цятки по всій конструкції, це з’єднання, зроблені методом TIG-пайки», – сказав Черні. «Ми почали реставрувати намети в січні».
«Наступним серйозним виробничим завданням для цього проєкту було зварювання шва без втрати точності форми через усадку під час зварювання», – сказав Сільва.
За словами Черні, плазмове зварювання забезпечує необхідну міцність і жорсткість з мінімальним ризиком для листа. Суміш з 98% аргону та 2% гелію найкраще зменшує забруднення та покращує плавлення.
Зварювальники використовують техніку плазмового зварювання методом замкової щілини, використовуючи джерела живлення Thermal Arc® та спеціальні вузли трактора та пальника, розроблені та використовувані PSI.