新千年紀の金属加工「The Bean」

シカゴのミレニアム パークにあるクラウド ゲートの彫刻に対するアニッシュ カプーアのビジョンは、液体水銀に似ており、周囲の都市をシームレスに反映するというものでした。 このシームレスさを実現するのは愛情のこもった作業でした。

「私がミレニアム・パークでやりたかったのは、シカゴのスカイラインと調和するものを作ることでした。作品の中に非常に高い建物が映り込み、雲が浮かんでいるように見えるようにするのです。門の形をした参加者、鑑賞者は、この非常に深い部屋に入ることができ、ある意味、作品の外側が周囲の街の反射にしているのと同じことを自分の反射に及ぼします。 。」– 世界的に有名なイギリス人アーティスト、アニッシュ・カプーア、クラウド・ゲート彫刻家

この記念碑的なステンレス鋼の彫刻の穏やかな表面を見ただけでは、その表面の下にどれだけの金属と気概が存在するのかほとんど推測できません。 Cloud Gate には、5 年以上の歳月をかけて制作された 100 名を超える金属加工者、切断者、溶接工、仕上げ工、エンジニア、技術者、鉄工、建設者、管理者の物語が封印されています。

多くの人が残業をし、真夜中に店舗作業を行い、現場で野営し、110度の気温の中で全身タイベック®スーツと半マスクマスクを着用して過酷な労働をしました。 重力に逆らってハーネスに吊り下げられながら道具を持ち、滑りやすい斜面で作業する人もいた。 すべては不可能を可能にするために、少しだけ（そしてはるかに）それを超えました。

彫刻家アニッシュ・カプーアの幻想的な浮遊雲のコンセプトを、重さ 110 トン、長さ 66 フィート、高さ 33 フィートのステンレス鋼の彫刻に具現化するのは、カリフォルニア州オークランドの製造会社パフォーマンス ストラクチャーズ社 (PSI) と MTH の仕事でした。イリノイ州ヴィラパーク。MTH は創立 120 年を迎え、シカゴ地域で最も古い建築金属およびガラス構造設計請負業者の 1 つです。

プロジェクトの要件を達成するには、両社の芸術的な実行力、創意工夫、機械的ノウハウ、製造の知識が活かされることになります。 彼らはプロジェクトに合わせてカスタマイズし、さらには機器を作成しました。

このプロジェクトの課題のいくつかは、その奇妙に湾曲した形状 (オンファルス、または逆へそ) から生じ、またいくつかはその巨大さから生じました。 2 つの異なる会社が何千マイルも離れた別々の場所に彫刻を建設したため、輸送と働き方の問題が生じました。 現場で実行しなければならないプロセスの多くは、現場ではもちろんのこと、店舗環境で達成するのが非常に困難でした。 困難の多くは、単にそのような構造がこれまでに作成されたことがなかったために生じました。 したがって、リファレンスも青写真もロードマップもありませんでした。

PSI の Ethan Silva は、最初は船舶で、その後は他のアート プロジェクトでシェル構造を作成した深い経験があり、シェル構造の製造タスクに適した独自の資格を持っていました。 アニッシュ・カプーアは物理学と美術の卒業生に小規模の模型を提供するよう依頼した。

「それで私は 2 × 3 メートルの非常に滑らかに湾曲し、磨かれたサンプルを作りました。すると彼はこう言いました。『ああ、あなたがやった、あなただけがやったのよ』と。なぜなら彼は 2 つ探していたからです」これをやってくれる人を見つけるのに何年もかかる」とシルバさんは語った。

当初の計画では、PSI が彫刻を完全に製作して構築し、その後、作品全体が太平洋を南に輸送され、パナマ運河を通って、大西洋を北上し、セントローレンス海路を下りてミシガン湖の港まで輸送される予定でした。ミレニアム・パーク社のエグゼクティブディレクター、エドワード・ウーリール氏によると、特別に設計されたコンベアシステムがミレニアム・パークまで輸送する予定だという。 時間の制約と現実性により、計画の変更を余儀なくされました。 そのため、湾曲したプレートは輸送のために固定され、シカゴまでトラックで運ばれ、そこで MTH が下部構造と上部構造を組み立て、プレートを上部構造に接合する必要がありました。

最終的に、彫刻は液体水銀に似たものとなり、これがアーティストのインスピレーションとなったと言われています。

Cloud Gate の溶接部を仕上げて研磨してシームレスな外観を実現することは、現場での組み立ておよび組み立て作業の中で最も困難な側面の 1 つでした。 12 ステップのプロセスは、宝石商のポリッシュに似た明るいルージュで終了します。

「それで、私たちは基本的にそのプロジェクトに取り組み、約3年間、これらの部品を作りました」とシルバ氏は語った。 「それは大きな仕事でした。そして、その多くの時間は、それを行う方法を考え出し、細部を詰めるのに費やされました。ご存知のとおり、それを完璧に仕上げるだけでした。コンピューター技術と古き良き金属加工技術を使用した私たちのアプローチは、鍛冶と航空宇宙技術の組み合わせ。」

これほど大きくて重いものを精密に製造するのは困難だった、と彼は語った。 最大のプレートは平均して幅 7 フィート、長さ 11 フィートで、重さは 1,500 ポンドにも達しました。

「CAD 作業をすべて実行し、その作品の実際の構造図を作成するだけでも、実際にはそれ自体が大きなプロジェクトでした」とシルバ氏は言います。 「私たちはコンピューター技術を使用してプレートを測定し、プレートの形状と曲率を正確に評価して、すべてが正しく収まるようにしました。

「私たちはコンピューターでモデリングを行い、それから作品を分割しました」とシルバ氏は語った。 「シェル構造に関する経験を活用し、最適な品質の結果が得られるように形状を分割して継ぎ目ラインを機能させる方法についてアイデアを考えました。」

四角い皿もあれば、パイの形をした皿もありました。 鋭い遷移に近づくほど、よりパイ状になり、放射状の遷移が大きくなります。 頂上では、それらははるかに平らで大きかった。

厚さ 1/4 ～ 3/8 インチの 316L ステンレス鋼プレート自体をプラズマ切断するのは十分に困難だったとシルバ氏は言いました。 「本当の課題は、巨大なプレートを正確に十分な曲率にすることでした。そしてそれは、各プレートのリブ システムのフレームワークを非常に正確に形成して製造することによって行われました。そうすることで、各プレートの形状を正確に定義することができました。」

プレートは、PSI がこれらのプレートを回転させるために特別に設計および構築した 3 次元ローラー上で回転させられました (「図1 ）。 「イングリッシュローラーのいとこみたいなものです。私たちはフェンダー製作に似た技術を使ってローラーを転がしました」とシルバ氏は語った。 各プレートをローラー上で前後に移動させ、プレートが必要な寸法の 0.01 インチ以内になるまでロールにかかる圧力を調整することで、各プレートを湾曲させました。 高い精度が要求されるため、プレートをスムーズに成形するのが困難だったと氏は述べた。

次に、溶接工は湾曲したプレートを内側のリブ システム構造にフラックスコア ステッチ溶接しました。 「フラックスコアは、ステンレス鋼に構造溶接を作成するための本当に素晴らしい方法だと思います」とシルバ氏は説明しました。 「これにより、高品質の溶接が得られ、非常に生産指向であり、外観も優れています。」

プレートの表面全体は手研削と機械フライス加工の両方で行われ、すべてがぴったり合うように必要な 1000 分の 1 インチの精度にトリミングされました (「参照」を参照)。図2 ）。 寸法のチェックには精密測定装置とレーザースキャン装置が使用されました。 最後に、プレートを鏡面に研磨し、保護フィルムで覆いました。

プレートがオークランドから出荷される前に、プレートの約 3 分の 1 とベースと内部構造が試作的に組み立てられました (「図3そして4 ）。 プレートを吊るす手順が計画され、いくつかの小さなプレートをシーム溶接して組み合わせました。 「だから、シカゴで組み立てたときに、それがぴったりだとわかったんです」とシルバ氏は語った。

温度、時間、トラックの振動により、丸めたプレートが緩んだ可能性があります。 リブグリッドはプレートに剛性を加えるように設計されているだけでなく、輸送中にプレートの形状を維持することも目的としていました。

そのため、内側に強化グリッドを配置して、プレートを熱処理し、冷却して材料の応力を解放しました。 輸送中の損傷をさらに防ぐために、プレートごとに受け台が作られ、一度に約 4 個ずつコンテナに積み込まれました。

その後、コンテナは一度に 4 個ずつセミ積みされ、MTH のスタッフと協力して設置作業を行う PSI スタッフとともにシカゴに送られました。 1 人は出荷を調整する物流担当者、もう 1 人は技術分野の監督者でした。 彼は日常的に MTH の乗組員と一緒に働き、必要に応じて新しい技術の開発を手伝いました。 「彼は確かにプロセスにおいて極めて重要な役割を果たした」とシルバは語った。

MTH 社長のライル・ヒル氏によると、当初は、この優美な彫刻を地面に固定して上部構造を設置し、その後、それにプレートを溶接して最終的な研削と研磨を行うのが MTH Industries の使命であり、PSI が技術的指導を行ったと述べています。 。 彫刻の完成は、芸術性と実用性のバランスを意味します。 現実を伴う理論。 予定時刻での所要時間。

MTH のエンジニアリング担当副社長兼プロジェクトマネージャーであるルー・サーニー氏は、このプロジェクトに興味をそそられたのはその独自性だと述べました。 「この特定のプロジェクトでは、私たちの知る限り、これまでに実行されたことも、実際に検討されたこともなかったことが起こっています」とサーニー氏は述べた。

しかし、この種のものとしては初めてのことに取り組むには、予期せぬ課題を克服し、仕事が進むにつれて生じた疑問に答えるための機敏でその場での創意工夫が必要でした。

車サイズのステンレス鋼板 128 枚を、子供用手袋で扱いながら、どうやって恒久的な上部構造に取り付けるのでしょうか? 巨大な曲がった豆を寄りかからずにどうやって溶接するのでしょうか？ 内側から溶接できないのにどうやって溶接を貫通するのでしょうか？ 現場環境でステンレス鋼の溶接部を完璧な鏡面仕上げにするにはどうすればよいでしょうか? 雷が落ちたらどうなるのでしょうか？

サーニー氏は、これが異常に困難なプロジェクトであることを最初に示唆したのは、30,000ポンドの船の建設と設置が始まったときだったと語った。 彫刻を支える鋼製の基礎構造。

下部構造の基礎を組み立てるために PSI が提供した亜鉛を豊富に含む構造用鋼の製作は比較的簡単でしたが、下部構造の用地はレストランの真上と駐車場の中腹にあり、それぞれ高さが異なりました。

「つまり、基礎構造は片持ち梁のようなもので、一点を超えてぐらついていた」とサーニー氏は語った。 「プレート作業自体の開始を含め、この鋼材を大量に設置していたところ、実際には深さ 5 フィートの穴にクレーンを打ち込まなければなりませんでした。」

サーニー氏によると、彼らは石炭採掘で使用されるタイプの機械式プリテンションシステムや一部の化学アンカーなど、非常に複雑なアンカーシステムを使用していたという。 鋼鉄の基礎構造をコンクリートに設置したら、シェルを取り付ける上部構造を組み立てる必要がありました。

「私たちは、2 つの大きな 304 ステンレス鋼製 O 型リングを使用してトラス システムの設置を開始しました。1 つはこの構造の北端に、もう 1 つは南端にあります」と Cerny 氏は述べています (図 3 を参照)。 リングは、交差するパイプトラスで一緒に保持されます。 リングコア サブフレームは複数のセクションに分けて構築され、GMAW とスティック溶接を使用して溶接された補強材で現場ボルトで固定されます。

「つまり、誰も見たことのない大きな上部構造があります。これは厳密に構造フレームのためのものです」とサーニー氏は語った。

オークランドでのプロジェクトに必要なすべてのコンポーネントの設計、設計、製造、設置に最善の努力が払われたにもかかわらず、この彫刻は前例のないものであり、新しい道を切り開くには常にバリや傷がつきものです。 また、ある企業の製造コンセプトを別の企業の製造コンセプトと組み合わせるのは、バトンを渡すほど簡単ではありませんでした。 さらに、サイト間の物理的な距離により納期の遅延が発生し、一部のオンサイト製造が合理的になってしまいました。

「組み立てと溶接の手順はオークランドで事前に検討されていましたが、実際の現場の状況では全員が適応的な創意工夫を必要としていました」とシルバ氏は語ります。 「そして組合員は本当に素晴らしかったです。」

最初の数か月間、MTH の毎日の儀式は、その日の作業に何が必要か、サブフレームや支柱、「ショックアブソーバー」、アーム、ペグなどの一部を組み立てるのに必要な部材をどのように組み立てるのが最適かを決定することでした。ヒル氏によると、一時的なプレート吊り下げシステムを構築するにはポゴスティックが必要だという。

「物事を動かし続け、迅速に現場に届けるために、設計と製造を実行中に行う継続的なプロセスでした。私たちは、手持ちのものを整理し、場合によっては再設計や再エンジニアリングを行うのに非常に多くの時間を費やしました。その後、必要な部品を製作します。

「文字通り、水曜日に現場に用意しなければならないものが火曜日には10個あることになる」とヒル氏は語った。 「残業が多く、深夜の店舗作業も多かったです。」

「おそらくプレート吊り下げアセンブリの約 75% が現場で製造または改造されたものと考えられます」とサーニー氏は述べた。 「何度か、文字通り24時間体制で製作をしていました。私は午前2時か3時まで店にいて、家に帰ってシャワーを浴び、朝の5時半には素材を取りに行っていました。濡れた。"

シェルの組み立てに使用される一時的なサスペンション システム MTH は、スプリング、支柱、およびケーブルで構成されていました。 プレート間のすべての接合部は一時的にボルトで固定されました。 「つまり、構造全体が機械的に取り付けられ、内側の 304 トラス構造から吊り下げられていたのです」とサーニー氏は語った。

彼らは、オンファルスの彫刻の下側にあるドーム、つまり「へその中のへそ」から始めました。 ドームは、ハンガー、ケーブル、バネで構成される一時的な 4 点吊りバネ支持システムを使用してトラスから吊り下げられました。 サーニー氏によると、プレートを追加するたびにスプリングが「ギブアンドテイク」を実現したという。 次に、彫刻全体のバランスを保つために、各プレートに加えられた重量に基づいてスプリングが再調整されました。

168 枚のプレートのそれぞれには独自の 4 点吊りバネ支持システムがあり、所定の位置に設置されると個別に支えられました。 「アイデアは、ジョイントが 0/0 のクリアランスになるように組み立てられていたため、ジョイントに過剰なストレスを与えないということでした」とサーニー氏は言います。 「あるプレートがその下のプレートに当たると、座屈などの問題が発生する可能性があります。」

PSI の仕事の正確さの証拠として、フィッティングは非常に良好で、ギャップはほとんど存在しませんでした。 「PSIはプレートの製造において素晴らしい仕事をした」とサーニー氏は語った。 「それについては彼らの功績をすべて認めます。なぜなら、最終的には実際にフィットしたからです。フィット感は素晴らしく、私にとってはそれが驚くべきものでした。文字通り、1000分の1インチについて話しているのです。プレートはぴったりとくっつきました」クローズドエッジで。」

「組み立てが終わったとき、多くの人は完成したと思った」とシルバ氏は言う。縫い目がしっかりしていたというだけでなく、高度に磨かれた鏡面仕上げのプレートを備えた完全に組み立てられたピースがその役割を果たしていたからでもある周囲の環境を反映するために。 しかし、バットジョイントの継ぎ目は見えており、液体水銀には継ぎ目はありません。 また、彫刻の構造的完全性を後世に残すためには、まだ完全にシーム溶接する必要があるとシルバ氏は語った。

クラウド ゲートの完成は、2004 年秋のパーク グランド オープンの間保留されなければならなかったので、オンファルスはスポット GTAW となり、それが何か月もそのままの状態でした。

「小さな茶色の斑点が見えましたが、これは構造全体の TIG スポット溶接でした」とサーニー氏は言いました。 「私たちは1月にテントを張り始めました。」

「このプロジェクトの次の製造上の大きな課題は、溶接収縮による歪みによって形状の精度を失わずに継ぎ目を溶接することでした」とシルバ氏は語った。

サーニー氏によると、プラズマ溶接はプレートへのリスクを最小限に抑えながら、必要な強度と剛性を提供したという。 98 パーセントのアルゴンと 2 パーセントのヘリウムの混合物が、スケーリングを軽減し、核融合を強化するのに最も効果的でした。

溶接工は、Thermal Arc® 電源と、PSI が開発して使用した特別なトラクターおよびトーチ アセンブリを使用したキーホール プラズマ溶接技術を使用しました。

「小さな機械バグが、プラズマ トーチとワイヤ送給機構を保持するゴム引きトラックの上を走ります。プラズマ トーチは 2 枚のプレートに鍵穴をあけます。プレートを切断すると、トーチの後ろにあるワイヤ送給機構が高温の中で動作します。ゾーン領域がワイヤを供給し、ワイヤが溶けて溶接接合部になります」とサーニー氏は説明しました。

半自動システムは、構造物の形状に適合するように吸盤付きのゴム引きトラックを使用します。 「特定の縫い目の周りを移動すると、縫い目の半径が変化し、縫い目も変化します。2 次元で真っ直ぐだけでなく、横にも曲がります」とサーニー氏は言います。

「溶接は完全溶け込み溶接でなければなりませんでしたが、片側のみ、つまりすべて外側から溶接する必要がありました。」と彼は続けました。 完全な溶接溶け込みを達成するために、溶接工は、溶接される接合部をまたぐ裏側に特注で形成されたアルミニウム チャネル、つまりチャンバーを使用しました。 それは所定の位置に保持され、一連のロビンクランプによって関節に押し付けられました。 シールドガスの漏れを防ぐために必要な箇所はパテで塞がれました。 チャネルは不活性ガスで満たされており、文字通りガスが内面から接合部に供給されていたとサーニー氏は説明した。

「私たちは新しい技術について話しているのではありません。私たちが話しているのは、実際に、奇妙な状況下で現場でその技術を使用し、機能するように修正することです」とサーニー氏は語った。 「ヘッドは修正され、特定の角度で切断され、その他すべてがわずかに変更されました。それを機能させるために多くの実験を行いました。なぜなら、それは同じ実行内での全姿勢溶接であったためです。つまり、目の前で行われることを意味します。垂直に上に、垂直に下に、そして頭上にあるので、ガスの供給、ワイヤーの供給速度、走行速度を常に調整しているのです それは、彼らが作業しながら開発しなければならなかったものです。残念なことに、それはあなたに伝えます。」

「溶接工にとって緊張したのは、失敗して穴が開いてしまったら、かなりの修理が必要になることを彼らが知っていたことだったと思います」とサーニー氏は語った。 「完全溶け込み溶接ができなかった場合は、溶接を切り戻すことになります。私たちは非常に幸運でした。彼らは非常に良い仕事をしてくれました。そして、非常に迅速に処理してくれました。基本的に、私たちは時間がかかると言った時間内でそれを行いました。そして私たちが期待していた品質レベルでした。」

「これは初めてのプロジェクト、新しいプロセス、そして新しい製品だったため、慎重を期したかったのです」とヒル氏は語った。 「たとえば、私たちはもともと、プレートにプレロードを加える方法に関する推奨事項に従っていました。これを参照します。理論的には、これら 2 つの平面が交わる 2 つのエッジを押し出すことですが、実際にはエッジを高く、つまり誇らしげに押し出すことになります。溶接して所定の位置に固定し、加熱すると収縮して戻ります。その後、接合部を平面に研磨します。凹面接合部は絶対に避けたいものです。

「そうですね、現場の人たちは、溶接中に鋼がどのように反応するかについての初期の想定が大きく外れていると指摘しました。プラズマ溶接技術中の収縮は最終的にはほとんど存在しませんでした。そこで、私たちは鋼を 0.0015 インチ押し出しましたが、その後、 「彼らは15,000分の1の高さに立っていました。そこで私たちはそれを撤回し始めました。ある程度の試行錯誤がありました。」

すべてのプレートが完全に所定の位置に配置され、外側プレートの溶接が完了したら、内側で永久的な溶接を行う必要がありました。

プロジェクトの第 3 段階および最終段階は、最終の研削と研磨でした。

「目標は、縫い目を目立たなくすることでした」とサーニー氏は語った（図5 ）。 「これは、ある程度の光の下でこの物体を消そうとしているだけではありません。入手可能な最も明るい光、つまり正午の完全な太陽の下で完全に露出します。人々はあらゆる角度からそれに近づくことができます。そして私たちは、少なからず心配していました。」

これまでにやったことのないユニークなプロジェクトに取り組むにはリスクが伴います。 「プラズマ溶接と研磨を依頼されたとき、社内ではそれを行うかどうかについて少し議論がありました」とヒル氏は語った。 「社内でのみ製造する企業も、現場での製造と仕上げを行う企業も含む業界の同業者からは、『ステンレス鋼を溶接した後に鏡面仕上げを達成することはできない。変色または表面が粗い、おそらくその両方です。」

「我々は厳しい状況にあった。なぜなら、このプロジェクトはうまくいけばかなりの利益を得ることができるが、うまくいかなければ莫大な損失を被るプロジェクトの1つだからだ」とヒル氏は語った。 「仕事中は眠れない夜もたくさんありました。」

溶接の仕上げは 12 段階のプロセスであり、円形ベルト上で 60 グリットのジルコニウム紙を使用して既存の表面近くの溶接を粗研磨することから始まるとサーニー氏は説明しました。 ガウジングせずに周囲の領域と溶け込むように接合部から材料を研削するため、その後の研磨はすべて、接合部の外側の材料を「乗せる」ホイールを備えた半自動ベルトサンダーで行われました。

「ホイールには調整ネジが付いており、ベルトの高さまたは深さを設定し、周囲の表面の高さに達し、すべてが同じレベルの仕上がりになるまで調整を続けました」とサーニー氏は語った。

そこから、仕上げ担当者は、CF-Trizact™ タイプと呼ばれる特殊グレードの 400 グリットのセラミック サンドペーパーを使用しました。「これは、私たちの業界ではあまり見かけないもので、通常は外科用器具用です。しかし、ステンレスには非常によく機能します。」 」とサーニーは言った。

3Mは彼らと協力して、最終研磨段階の前に仕上げを非常に明るくするためのいくつかの新しいベルトシステムを開発したと彼は語った。

「彼らのおかげで、まだ市場に出ていない製品にも取り組むことができました」とサーニー氏は語った。 「3M もおそらく数十のサンディング製品を考え出しましたが、私たちはそれを 6 つほどの製品に絞り込み、機能するものに絞りました。そのため、ほとんどの作業はベルト マシンと 3M 製品で行われました。」

それでも、オンファルスをサンドペーパーに当てることはできますが、光沢を出すことはできません。

「多くの試行錯誤があった」とサーニー氏は語った。 「曲面や比較的薄いステンレス鋼の溶接部を研削および研磨することになりますが、これは非常に過酷です。あまり積極的に攻撃することはできません。なぜなら、それをえぐったり、波紋が生じたりすると、燃え尽きてしまったら、その部分を適切な曲率に戻すために再形成するのに膨大な時間を費やすことになるし、それらのプレートの1つを交換しようとすると大変な労力になるだろう。」

サーニー氏によると、溶接部を研磨する際の歪みを避けるのが、プロセスの中で最も難しい部分だったという。 「その鏡面仕上げの表面は、正確に面一でないと、特に周囲に直線で囲まれた建物がある場合、娯楽施設の鏡のように見えやすくなります。

「つまり、仕上げ作業を行う人たちは、実際に彫刻しなければならなかったのです。彼らは実際にマーカーを使って接合部とその周囲の領域にグリッドを描き、それから曲率の周囲で当て木ストリップを曲げなければなりませんでした。そして彼らは、高さがないかどうかを探しました。スポットやギャップを見つけて、それらが消えるまで接地します。

「幅約 0.5 インチの溶接継ぎ目から始めて、最終的には幅 18 ～ 20 インチの領域を作り、その接合部をブレンドすることができます。これは自動車車体の作業に似ていますが、ステンレス鋼の場合、これを行うには永遠に時間がかかります。それは。地表に突然の変化があるはずがない。」

輝く高度に磨かれた反射鏡仕上げを実現するために、仕上げ職人は宝石磨きの一種であるルージュと呼ばれるワックス状の物質を使用しました。 3種類のルージュには3グレードの研磨剤が配合されています。

「半仕上げの表面から鏡面仕上げまで磨き上げることができるルージュ（私たちはこれをカッティングルージュと呼んでいます）の多くには、かなりの量の研磨剤が含まれており、文字通りステンレスを切断することを意味します。私たちの問題は、 「歪みや波も加えられました。そこで、最終的な 800 グリットのルージュ、つまり潤滑剤のみを使用して、光沢を出したり、最後の傷を除去したりしました」とサーニー氏は語った。

「一歩飛ばしたら戻らなければならないと誰もが言うだろう」とサーニー氏は付け加えた。 「これは共同制作ベースで行わなければならなかったので、外側だけで 24 人か 25 人が同時に作業していたので、すべての手順が確実に行われていることを確認する必要がありました。3 フィート四方をすべて磨くわけではありませんでした。ミラーリングしてから移動するという方法で、サーフェスの広い領域で特定のステップを実行してから、次のステップを実行します。

「しかし、目標は、そして誰もが悩ましいことですが、次のステップに進むときにすべてがうまくいくということです。」

MTHは60×100フィートの橋を建てた。 カスタムテントでは、まず基礎構造の構築とリングコアの組み立て中の冬による中断を回避し、次に溶接ガスを閉じ込めます。

ステンレス鋼を研磨するとニッケルクロムや六価クロムの粉塵が発生するため、粉塵や削り粉が一般の公共エリアに飛来しないように構造物を囲むテントも必要でした。

サーニー氏は、仕上げ工程中のテント内の困難な作業状況を次のように説明しました。「服を着て、次に呼吸しない全身タイベック®スーツを着て、それからフードをかぶる。それからこの半マスクマスクを装着する」顔と手袋を着用し、外気温が90度の中でシールドを顔にかぶせます。」 保護テントの上部の温度は 115 度を超える可能性があります。

「そして今、あなたはこの構造物に取り組んでいますが、その構造物には自分自身を保持する方法がありません。文字通り、ロープやその他のあらゆる手段の上をよじ登り、機器の一部を保持しています。本質的に、私たちは構造物の隣にサスペンションハーネスを持っていました。非常に滑りやすい傾斜面でベルトを交換したり、機械を調整したりしながら、同時に作業をしようとしているのです。 「粉塵が舞い上がっているのです。悪夢のような状態でした。生産性を高めることがどれほど困難だったか想像できるでしょう」とサーニー氏は語った。

溶接工と仕上げ工を保護するために、MTH は溶接プロセス中に 8 つの HEPA フィルターを継続的に稼働させ、オフィスにあるコンピューター接続を通じて溶接および仕上げ段階全体の空気の質を監視したとヒル氏は述べました。 「私たちは選手たちの健康と安全を非常に心配していました。

「私たちはOSHAも現場に常駐させていました」とヒル氏は続けた。 「暴露レベルとテストについては、本に基づいて行いました。私たちのスタッフは溶接と研削を行っていましたが、非常にひどい条件で作業していました。研削よりも溶接プロセス中に多くの六価クロムが放出されましたが、研削では非常に多くの六価クロムが放出されました」少なくともこの構造では、溶接よりも大きな懸念がありました。」

PSI と MTH の両方で、Cloud Gate プロジェクトには予想より多くの時間がかかりました。

「まさに、それをやり遂げるタイミングが来ました」とヒル氏は語った。 「このプロジェクトにはほぼ 2 年かかりましたが、他の仕事を断らなければならなかったので、それは本当に痛かったです。

「一度に生産的に作業できる人数には物理的な制限がありました。彼らは物理的に重なり合っていました。かつては 24 人の最高の現場作業員がそこにいたのです。私たちは最高の建築スタッフを何人か抱えてきました。この国の鉄工労働者たちはこのことに縛られている」とヒル氏は語った。

「私たちは、OK、あなたはそれに取り組んでおり、それに取り組んでいるので、それを完了する必要があるという点に達したと思います。」

クラウドゲートの最終仕上げが終わり、正式に完成しました。 では、天の使命は果たされたのでしょうか？ クラウド・ゲートの皮膚は液体水銀に似ていますか? 証拠は反射にあります。 読者は彫刻を見て判断する必要があります。 少なくとも 1 人の観察者は、クラウド ゲートを人々を引き寄せる魅力があると表現しています。頭を傾けると、いつも人々はその高さ 12 フィートのアーチの下に引き寄せられ、高さ 27 フィートの渦の中に映る自分たちの姿を見つめています。

ヒルズ、サーニー、シルバは、関係者全員の技量と職人技に対して輝かしいコメントを残しました。

「私たちが働いていたスタッフは驚異的でした」とヒル氏は語った。 「そこには、まさに機械の天才である男が 3 人か 4 人いました。そして、ここの工場の鉄工数人が、装置の改造を手伝ってくれました。」

「製造業者のほとんどは、これは自分たちだけの仕事ではなく、子供や孫の世代にも見てもらえるものであるという姿勢をとっている」とサーニー氏は語った。 「彼らはそれを正しくやりたかったのです。私がこれまで見てきたどの作品よりも、彼らはこれをはるかに個人的に受け止めてくれました。」

「初めて MTH に会ったとき、彼らのやり遂げる姿勢、技術の洗練さ、問題解決への実践的なアプローチに非常に感銘を受けました」とシルバ氏は語ります。

シルバさんは「アートワークは素晴らしいと思う。長く残るものに取り組むのは素晴らしいことだ。子供や孫が見に行くことができる。その側面を本当に楽しんでいる」と付け加えた。

サーニーも同意する。 「これは、これに取り組んできた私たちの誰よりも長く残るでしょう。これから何世代にもわたって存在するでしょう。」

次は何ですか？ 「人生を歩んでいく中で、Cloud Gate の構築は常に私のキャリアにおけるマイルストーンの 1 つです」と Silva 氏は述べ、この経験が彼をエキサイティングで満足のいく新しい方向に導いていると付け加えました。

「これからは、対処すべき別の問題を探すつもりだ」とサーニー氏は語った。 「でも、すぐに別の作品をやりたいと思うかどうかは分かりませんが」と彼は笑いながら言った。

彼がそうするかどうかは時間が経てばわかるだろう。 噂によると、ミレニアム・パークにはつい最近、別の造物が提案されているという。それは、公園の中心から隣接する美術館の 3 階につながる、輝く「侍の剣」のような橋だ。 鏡面仕上げ付き。 ジュエリーポリッシュ、誰か？

構造と製造の 2 つの驚異を形成

シカゴの 24.5 エーカーのミレニアム パークにあるフランク ゲーリー設計のステンレス鋼構造は両方とも、彼の特徴的な「リボン」デザインによって識別できます。 実際、2 つの構造は統合されています。 ミレニアム BP 橋の曲がりくねった歩道アプローチは、屋外コンサート会場であるジェイ プリツカー パビリオンへのコロンバス ドライブからの視覚的および音響的障壁として機能します。

高さ 120 フィートのジェイ プリツカー パビリオンは、構造と製造の驚異です。 プロセニアムの開口部を囲むうねるつや消しステンレス鋼のリボンは、下のパビリオンの屋根トラスによって支えられており、ステージから 130 フィートの高さに片持ち梁で突き出ています。 シカゴの建築エンジニア会社スキッドモア・オーウィングズ・アンド・メリルLLPのジョン・ジルス氏（パビリオンとBPブリッジの上級構造エンジニア）によると、リボンの設計と製作は幻想と実用性の融合だったという。

「曲率の錯覚を作り出すために、直線セクションを使用し、それらをセグメント化することにしました」とジルス氏は言います。 「言い換えれば、これらのリボンには実際には曲がった部分はありません」とジルス氏は言う。

フレームセクションは 9 × 10 フィートのフレーム上に設置されます。 グリッドを使用して大まかな曲率を形成します。 垂直方向はワイドフランジセクションで、水平方向は角管で、直線セクションで工場でプレハブされています。 ジルス氏によると、角度の変化は曲率に沿ってグリッド上の節点で行われるという。 「したがって、ステンレス鋼のクラッディングが取り付けられると、ゲーリーが探していた正確な曲率が実際に得られました。」

バックアップ構造はセグメントにプレハブされ、試験的に取り付けられた後、現場に持ち込まれ、より大きなセクションに組み立てられました。 次に、プレハブアルミニウムバックアップパネルがボルト接続でバックアップ構造に取り付けられました。 次に、ステンレス鋼の「屋根板」をバックアップ パネルにクリップで機械的に取り付けました。 「したがって、各金属リボンには 3 つまたは 4 つのプレハブ構造セクションがあり、それらがバラバラに組み立てられる可能性があります」とジルス氏は述べた。

ステージエリアは、鋼管を交差させた頭上のトレリスに接続されています。 マット塗装された管状のトレリスは、アーチ状に分割された中空の構造セクションで作られており、プロセニアムを囲む輝くリボンとは形状と光沢が少し突然異なっており、ある意味、リボンそのものよりもリボンを支えている管状のトラスに似ています。 しかし、これは二重の実用的な目的を果たしており、柱のない 7,000 人収容の芝生の座席エリアを定義することと、屋内コンサート ホールの音響を模倣すると言われている最先端のサウンド システムを構造的にサポートすることの両方です。

「フランク・ゲーリーは正直な構造を見たがっていた、とジルス氏は語った。独立して考えれば、屋外の「音響天蓋」は、それ自体が芸術的である。どういうわけか、570トンの鋼鉄が、ほぼ周囲のエリアに隣接するパイロンからなんとか芽を出し、優雅にアーチを描く。サッカー場 2 つ分の大きさ、長さ 625 フィート、幅 325 フィート。

ミズーリ州スプリングフィールドの Acme Structural によって製造された直径 12、14、16、18、20 インチの中空構造セクションは、その領域を斜めに結び、正確に設計された指定された節点で TYK ジョイントに取り付けられています。間隔。 Acme Structural はパイプを切断し、パイプが交差する箇所に TYK ジョイント、つまりノードを製作して溶接しました。 明らかに、溶接された交差点は重要でした。

各パイプ部分は、100 フィートの鋭い半径から 1,000 フィートの浅い半径まで、5 つの異なる半径のいずれかで圧延されました。 半径 - パイプのロールベンドを依頼した Acme Structural 社、シカゴ メタル ロールド プロダクツ (CMRP) シカゴの巨大な Roundo 3 ロール ベンダーで。

CMRPのジョージ・ウェント社長は、仕上がりの外観が非常に重要であるため、パイプに爪ほどの浅い傷があってはいけないと語った。 同社は、ナイロンスリングなどを使用してパイプを取り扱う際に TLC を使用する必要があっただけでなく、プロセス中の損傷を最小限に抑える方法でパイプを転がす必要がありました。 製造業者は、各直径に適合するカスタム ツール (ロールのセット) を開発するだけでなく、これらの大きなパイプを建築露出構造基準 (AESS) に合わせて低温で曲げるプロセスも開発する必要がありました。さらに、当初、ゲーリーの設計では、パイプを 2 つに曲げる必要がありました。 Zils 氏によると、2 つの平面上で寸法を調整するには、20 の異なる曲げ半径が必要です。 CMRPは、ゲーリーの意図した効果を視覚的に保持しながら、プロジェクトを簡素化し、異なる半径の数を減らす設計変更を提案したとジルス氏は述べた。

「私たちは、パイプを 1 つの平面で曲げて、各パイプがこれらの節点で交差する点の半径を変更すれば、製造が簡単になり、コストも安くなるだろうと提案しました」と Wendt 氏は述べています。 「見た目よりも少し複雑です。各パイロンから 2 本のアーチ状のパイプが湧き出ています。1 つは平坦な低いカーブでアーチ状に伸び、もう 1 つは高いカーブでアーチ状に伸びています。パイプは傾いているため、最終的に 2 つまたは 3 つのパイロンが上にあります。 「したがって、これは製造の観点から見ても、大きなコスト削減の観点から見ても大きな進歩でした」とジルス氏は語った。

ミレニアム・パークにあるフランク・ゲーリー設計のもう 1 つの建造物は、長さ 925 フィートの傾斜した歩道橋です。一見目的もなく蛇行しているように見えますが、実際にはグラント パークとミシガン湖へのリンクとして、またパビリオンの防音壁として機能しています。 堅木張りのデッキ以外は、全体がステンレス鋼のパネルで覆われています。

ジルス氏は、大きな課題はゲーリーの形状、構成、薄型（1対20比）の要件を達成することであったと述べた。 「私たちは、一定の最小限のクリアランスを持つ主要な大通りであるコロンバスドライブにまたがりながら、非常に薄い輪郭と曲線的な形状の橋を作成する方法を見つけなければなりませんでした」とジルス氏は語った。 「私たちが取り組まなければならなかった構造的な奥行きはどんどん圧迫されていきました。それが、あの緩やかなスロープを作るために非常に長い歩道アプローチを設けた理由の一部です。」初期の製造業者の関与。ジェイ・プリツカー・パビリオンの場合と同様に、ジルス氏は鉄鋼請負業者や製造業者と協力して、コンポーネントの半径と寸法が達成可能であることを確認しました。

ジルス氏は、3 つの異なる構造システムが橋の構造を構成していると説明しました。コロンバス ドライブの両側に 1 つずつある 2 つの長い曲線の歩道アプローチがドライブに通じており、鉄筋コンクリート構造になっています。

構造用鋼片持ちトラスのセクションは、これら 2 つのコンクリート アプローチから道路の端を越えて伸びています。 これらは、厚さ 2 インチ、円形 20 インチの構造用鋼管と、幅 10 インチと 14 インチのフランジ部分の接続部材で構成され、片持ちトラス構成で溶接されています。

これらの片持ち梁セクションを接続しているのは、幅 6 フィート、深さ 3 フィート、6 インチの構造用鋼製直線箱桁構造で、下面がアーチ状になっています。 この桁が荷重を支える部材です。 垂直方向は厚さ 1-1/2 インチのプレートで作られており、水平方向の上部プレートと下部プレートの厚さは異なります。 カンチレバーの端の接合点と、コロンバス ドライブの中央にある独立して支持されたコンクリートのセンター パイロンによって支えられています。

橋の曲率は、蛇行したレイアウトだけでなく、橋の側面から水平に広がる「スカート」によっても作成されます。

スカート。実際に橋のスカートを構成しているのは、箱桁に溶接され、幅方向に片持ち梁で支えられた二次構造であるとジルス氏は説明した。 厚さ 1-1/2 インチ、幅 10 および 8 インチの上下のフランジ プレートおよびその他の加工形状は、10 フィートのロープでアウトリガー アームとして機能します。 センター。 アウトリガーアーム間に接続された水平部材は水平ガートとして機能します。 アルミニウムの裏当てパネルがガート間にまたがっています。 次に、ステンレス鋼のクラッディングがバッキング パネルに機械的に取り付けられます。 このスカートは橋の傾斜した端を形成します。

Permasteel は、米国コネチカット州ウィンザーの Cladding Technologies 社であり、スカート、下側、通路のすべての鋼製コンポーネントを製造し、9,406 枚のステンレス鋼パネルを製造したプロジェクトの下請け業者です。 パネルは屋根板として製造されており、魚の鱗のように雨や雪から水をはじくように設計されています。

アーチ。さらに、橋の下側はコロンバスドライブに沿ってアーチ型になっており、これは片持ち梁部分と箱桁の構造的な湾曲と、アーチ型の形状に従う湾曲したスタッドの組み合わせによって実現されています。

ミネソタ州ブレインの Radius Track は、「腹部」構造の最終的な曲率を形成する 132 個の湾曲したスチール スタッドを製造しました。 厚さ 0.054 インチ (16 ゲージ) の G90 亜鉛メッキ湾曲鋼スタッドとビームは、重い鋼板の上部構造、つまり「赤鉄」に取り付けられています。 標準のアルミニウムパネルとサドルクリップはスタッドに固定され、曲面の作成に役立ちました。 ステンレス鋼の屋根板は、湾曲したスタッドに機械的に取り付けられています。/p>

Permasteelisa は、CATIA® を使用して XYZ 座標のファイルを作成し、中空のロール成形スタッドをどこでどのように湾曲させるかを正確に指定した Radius Track に送信しました。 CATIA は、さまざまな角度、位置、曲げの長さをモデル化し、スタッドを湾曲させて製造する Radius Track のコンピューター数値制御機械に直接送信される数値制御ファイルを作成しました。 別のファイルには、湾曲したスタッドビーム間のクロスブレースのために取り付け穴を開ける必要がある場所が示されていました。

チャック・ミアーズ社長によると、Radius Track 独自の圧着および湾曲方法により、スタッドを湾曲させるのに必要な時間が短縮されるという。 もう1つの一般的に使用される方法であるカットアンドストラップは、スタッドをほぼ完全に切断し、回転させて留め具で再度取り付ける必要があるため、より時間がかかります。

1 週間のチャンス。

プロジェクトに内在する課題によって生じたプレッシャーは、片持ち梁セクションと箱桁の組み立てと設置の機会がほんの短い時間しか存在しなかったため、プレッシャーをさらに高めました。 コロンバスドライブは週末だけ閉鎖される予定だった。 「したがって、私たちの要件の 1 つは、橋のこれらの部分を工場で組み立ててモックアップし、製造業者がすべてを現場に出荷する前にすべての調整をチェックできるようにすることでした」とジルス氏は語った。 「店内でこれらの試用調整を行うことは非常に重要でした。」「その週末の組み立ては文字通り何の問題もなく進みました」とジルス氏は語った。