“ดวงตาแห่งฮาร์บิน”: ชิงช้าสวรรค์โครงสร้างเหล็กที่เป็นแลนด์มาร์คสำคัญ

เมื่อวันที่ 12 ตุลาคม 2565 เกิดเหตุการณ์ครั้งใหญ่โครงสร้างเหล็กชิงช้าสวรรค์หมุนครบรอบสุดท้ายและปิดตัวลงอย่างสมบูรณ์แบบ โครงสร้างขนาดยักษ์นี้มีห้องโดยสาร 48 ห้อง เส้นผ่านศูนย์กลางการหมุน 113 เมตร และความสูงรวม 120 เมตร นับเป็นการสร้างเสร็จสมบูรณ์อย่างเป็นทางการ โครงการนี้ได้เพิ่มแลนด์มาร์คใหม่ให้กับเมืองฮาร์บิน เมืองศูนย์กลางของภาคตะวันออกเฉียงเหนือของจีน

ชิงช้าสวรรค์แห่งนี้เป็นที่รู้จักไปทั่วโลกในชื่อ “ดวงตาแห่งฮาร์บิน” เป็นสัญลักษณ์อันทรงพลังของวิศวกรรมสมัยใหม่และความทะเยอทะยานของเมือง เบื้องหลังโครงสร้างอันโดดเด่นนี้คือสติปัญญาและความทุ่มเทของพนักงานหลายร้อยคนจากบริษัท Harbin Dongan Building Sheets Co., Ltd.

เปลี่ยนชิงช้าสวรรค์โครงสร้างเหล็กจากแนวคิดให้กลายเป็นความจริง

ชิงช้าสวรรค์ยักษ์เป็นจุดเด่นสำคัญภายในสวนน้ำแข็งและหิมะฮาร์บิน และจัดอยู่ในกลุ่มโครงการก่อสร้างที่สำคัญที่สุดของเมือง ในช่วงเริ่มต้น ดงอันต้องเผชิญกับความท้าทายพื้นฐาน ทีมงานจำเป็นต้องเปลี่ยนวิสัยทัศน์ด้านสุนทรียศาสตร์ของสถาปนิกให้เป็นชิ้นส่วนเหล็กที่สามารถผลิตได้และใช้งานได้อย่างน่าเชื่อถือภายใต้สภาวะที่รุนแรง

เพื่อรับมือกับความท้าทายนี้ ดงอันได้จัดตั้งทีมผู้เชี่ยวชาญอย่างรวดเร็ว ซึ่งประกอบด้วยนักออกแบบและวิศวกรผลิตภัณฑ์ ทีมงานได้จัดการประชุมประสานงานทางเทคนิคมากกว่า 30 ครั้งกับนักออกแบบโครงการ เพื่อให้ความตั้งใจในการออกแบบสอดคล้องกับความเป็นไปได้ในการผลิต ผ่านการหารือเหล่านี้ ทั้งสองฝ่ายได้บรรลุข้อตกลงร่วมกันเกี่ยวกับรูปทรงของชิ้นส่วน วิธีการเชื่อมต่อ และความคลาดเคลื่อนในการผลิต

สภาพอากาศในฤดูหนาวของเมืองฮาร์บินสร้างแรงกดดันทางเทคนิคเพิ่มเติม อุณหภูมิอาจลดลงถึงลบ 40 องศาเซลเซียส ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อความแข็งแรงของวัสดุและพฤติกรรมของโครงสร้าง วิศวกรต้องคำนวณพารามิเตอร์สำคัญใหม่ซ้ำแล้วซ้ำเล่า รวมถึงความยืดหยุ่นที่อุณหภูมิต่ำและการเสียรูปไดนามิกภายใต้แรงลม

ด้วยการใช้แบบจำลองสามมิติบนพื้นฐานของ BIM ทีมงานด้านเทคนิคได้แบ่งขอบล้อทั้งหมดออกเป็นจุดควบคุมระดับมิลลิเมตร ซึ่งสามารถนำไปขึ้นรูปและตรวจสอบได้อย่างแม่นยำ หลังจากสร้างแบบร่างการผลิตโดยละเอียดมากกว่า 2,000 แบบ Dongan ก็ประสบความสำเร็จในการเปลี่ยนผ่านอย่างราบรื่นจากขั้นตอนการออกแบบเชิงแนวคิดไปสู่กระบวนการผลิต

การผลิตชิ้นส่วนโครงสร้างเหล็กด้วยความแม่นยำสูง

ตามแบบที่ออกแบบไว้ขั้นสุดท้าย ขอบของชิงช้าสวรรค์ประกอบด้วยโครงสร้างท่อทรงกระบอก 24 ชิ้นที่ประกอบเข้าด้วยกันเป็นวงแหวนสมบูรณ์ ความคลาดเคลื่อนสะสมทั้งหมดของโครงสร้างทั้งหมดต้องไม่เกิน 8 มิลลิเมตร แต่ละโครงสร้างมีความยาว 16 เมตรและหนัก 8.7 ตัน ที่ปลายทั้งสองข้างของแต่ละโครงสร้างจะมีรูยึดสลักเกลียวทั้งหมด 412 รู ซึ่งต้องมีความแม่นยำในการกลึง ±0.2 มิลลิเมตร ตัวเลขเหล่านี้ทำให้ความต้องการความแม่นยำในการผลิตสูงมาก

เพื่อตอบสนองความต้องการเหล่านี้ Dongan ได้นำเครื่องตัด CNC แบบ 5 แกนมาใช้ ด้วยอัตราการป้อนเพียง 0.1 มิลลิเมตรต่อวินาที เครื่องจักรเหล่านี้สามารถแกะสลักเส้นโค้งตัดกันที่ซับซ้อนลงบนท่อหลักที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 426 มิลลิเมตร วิธีการนี้ช่วยให้การถ่ายทอดแรงเป็นไปอย่างราบรื่นและได้รูปทรงข้อต่อที่แม่นยำ

คุณภาพการเชื่อมก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน หลังจากเชื่อมเสร็จแล้ว โครงสร้างแต่ละชิ้นจะผ่านกระบวนการตรวจสอบสองขั้นตอน โดยใช้การวัดพิกัดและการติดตามด้วยเลเซอร์ วิธีนี้ช่วยลดความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิตให้เหลือเพียง 2 มิลลิเมตร ทีมงานฝ่ายผลิตใช้เครื่องเจาะ CNC 3 มิติและเครื่องมือวัดพิกัดในการตรวจสอบชิ้นส่วนที่ผลิตเสร็จแล้วทุกชิ้น ส่งผลให้ความแม่นยำของรูยึดในโครงสร้างทั้ง 24 ชิ้นสูงถึง 100 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นรากฐานที่มั่นคงสำหรับการติดตั้งในสถานที่อย่างมีประสิทธิภาพ

การประกอบหน้างานที่ราบรื่นและแม่นยำ

โครงเหล็กท่อแต่ละชิ้นหนัก 8.7 ตัน ถูกยกขึ้นโดยเครนตีนตะขาบขนาด 400 ตัน และติดตั้งโดยใช้วิธีการประกอบแบบแบ่งส่วนที่ความสูง พนักงานติดตั้งทำงานที่ความสูงถึง 80 เมตรเหนือพื้นดิน ที่ระดับความสูงนั้น พวกเขาจัดเรียงและขันสลักเกลียวความแข็งแรงสูงทั้ง 412 ตัวที่จุดเชื่อมต่อหน้าแปลนแต่ละจุดด้วยมือทีละตัว

เมื่อโครงสร้างคานสุดท้ายเชื่อมต่อกับคานแรก เครื่องมือสำรวจบันทึกค่าความคลาดเคลื่อนในการปิดเพียง 3.2 มิลลิเมตร ซึ่งผลลัพธ์นี้เกินกว่าข้อกำหนดความคลาดเคลื่อนในการออกแบบเดิมมาก เมื่อวันที่ 14 ธันวาคมของปีเดียวกัน ระบบขับเคลื่อนได้ทำการทดสอบการทำงานเสร็จสมบูรณ์ และชิงช้าสวรรค์ก็เริ่มเปิดให้บริการอย่างเป็นทางการที่สวนสนุกน้ำแข็งและหิมะฮาร์บิน โครงสร้างนี้ประกอบด้วยเหล็กประมาณ 1,500 ตัน และสลักเกลียวความแข็งแรงสูง 36,000 ชุด

ปัจจุบัน ในแต่ละฤดูกาลของการเปิดทำการของโลกแห่งน้ำแข็งและหิมะ “ดวงตาแห่งฮาร์บิน” ต้อนรับนักท่องเที่ยวมากกว่า 1.3 ล้านคนต่อปี นอกเหนือจากคุณค่าด้านการท่องเที่ยวแล้ว โครงการนี้ยังแสดงให้เห็นถึงความแข็งแกร่งของการผลิตโครงสร้างเหล็กของจีน วิธีการออกแบบดิจิทัลขั้นสูง และการจัดการการก่อสร้างที่แม่นยำ นอกจากนี้ยังเน้นให้เห็นว่าความเชี่ยวชาญทางอุตสาหกรรมสามารถสนับสนุนวิสัยทัศน์ทางสถาปัตยกรรมที่ทะเยอทะยานในสภาพภูมิอากาศที่ท้าทายที่สุดแห่งหนึ่งของโลกได้อย่างไร