徐 欣

上海市建筑裝飾工程集團(tuán)有限公司 上海 200072

1 概述

上海迪士尼主題樂園TL311項(xiàng)目是迪士尼和上海通用汽車企業(yè)聯(lián)合打造的項(xiàng)目，以相鄰的創(chuàng)極速光輪項(xiàng)目的汽車為主題，營造了一個(gè)未來風(fēng)格十足的展示空間。項(xiàng)目中，存在一組金屬欄桿構(gòu)件，其位于2層廣場區(qū)域，順接相鄰單體（圖1）。

圖1 金屬欄桿示意

2 現(xiàn)場情況介紹

1）根據(jù)圖紙及業(yè)主要求，第1根大刀片欄桿的頂標(biāo)高距離地面完成面2 200 mm，最后1根欄桿的頂標(biāo)高距離地面完成面1 100 mm，中間欄桿頂部需要形成統(tǒng)一斜率的斜線。

2）廣場樓板由1塊水平樓板和斜坡樓板組成，即起點(diǎn)標(biāo)高（5.5 m）與終點(diǎn)標(biāo)高（4.8 m）不同，且中間存在轉(zhuǎn)折（圖2）。

圖2 廣場樓板形狀示意

3）欄桿中間隔布置著揚(yáng)聲器，寬度占2根欄桿尺寸。

4）其中存在3組座椅，業(yè)主需要所有座椅面單獨(dú)水平。根據(jù)地坪標(biāo)高，其中1組座椅處在水平樓板，故只需座椅下部尺寸統(tǒng)一即可；另1組座椅部分在水平樓板，部分在斜樓板上，要求座椅面標(biāo)高在樓板轉(zhuǎn)折處開始變化，尺寸差根據(jù)樓板斜度確定，并需要準(zhǔn)確定位轉(zhuǎn)折點(diǎn)；最后1組座椅處在斜樓板上，為保證座椅面水平，需要做到前后座椅高度差與樓板斜度統(tǒng)一（圖3）。

圖3 座椅布局示意

3 前期資料

欄桿采用大刀片形式，側(cè)向固定在平臺樓板側(cè)面，懸挑向上，起到圍擋作用（圖4）。

圖4 欄桿立面示意

1）廣場樓板位于2層標(biāo)高位置，直接將不銹鋼板用埋筋預(yù)埋在混凝土樓板側(cè)面，保證埋板豎直并高出地面完成面10 cm作為飾面部分。

2）通過有效連接，將欄桿側(cè)向固定在埋板中，間隔125 mm整齊排布，形成圍擋。

在初期的設(shè)計(jì)圖紙中，業(yè)主提供了欄桿剖面圖紙，使用厚6 mm、寬100 mm的不銹鋼板加肋板，用沉孔螺栓固定成厚40 mm的大刀片（圖5）。

圖5 原欄桿剖面示意

同時(shí)，欄桿與埋板通過焊接固定，但圖紙表達(dá)信息不詳細(xì)，需要根據(jù)具體工藝進(jìn)行深化。

4 方案確定

在項(xiàng)目過程中，項(xiàng)目部一直采用模型來對構(gòu)件進(jìn)行模擬。通過建模，我們發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)院提供的截面形式在實(shí)際制作完成后，其沉孔螺栓間隔出現(xiàn)，且正對游客，嚴(yán)重影響美觀；而底部焊接方式在實(shí)際加工過程中，無法實(shí)現(xiàn)焊接工作。對此，我們及時(shí)與業(yè)主進(jìn)行了溝通，并使用模型展示效果，業(yè)主迅速了解情況并采取了措施，大大提高了交流效率。

應(yīng)業(yè)主要求，需要我們做到以下幾點(diǎn)：嚴(yán)格按照園區(qū)其他單體欄桿樣式進(jìn)行制作；大刀片周身不允許有螺栓孔或者焊點(diǎn)出現(xiàn)；根部固定必須牢固可靠，且便于安裝。對此，我們結(jié)合相鄰區(qū)域的設(shè)計(jì)方案，依靠工廠擁有的技術(shù)條件，充分研究不銹鋼工藝工法，編制有效合理的施工方案及深化節(jié)點(diǎn)，并且通過小樣驗(yàn)證方案的可行性，評判最終效果是否能達(dá)到業(yè)主要求。

最后我們采用的方案為達(dá)到表面無螺栓孔無焊點(diǎn)的要求，選用了穿孔滿焊打磨的工藝來實(shí)現(xiàn)（圖6）。

圖6 改進(jìn)后欄桿剖面示意

具體操作步驟如下：

1）根據(jù)圖紙深化尺寸，對不同厚度的不銹鋼板材進(jìn)行激光切割。主要分為3類板：Ⅰ類板——厚5 mm不銹鋼側(cè)板，平面尺寸按照欄桿立面輪廓；Ⅱ類板——厚2 mm不銹鋼肋板，寬30 mm矩形長條，長度為欄桿立面輪廓向內(nèi)偏移20 mm后輪廓周長；Ⅲ類板——厚2 mm不銹鋼內(nèi)襯板，平面尺寸按照欄桿輪廓向內(nèi)偏移22 mm。

2）然后對Ⅲ類板（厚2 mm內(nèi)襯板）進(jìn)行打孔處理，其目的是為了實(shí)現(xiàn)與Ⅰ類板①焊接可在內(nèi)部進(jìn)行，防止外表面出現(xiàn)焊點(diǎn)。

3）將Ⅱ類板與Ⅲ類板垂直放置，圍繞著Ⅲ類板進(jìn)行彎曲并在內(nèi)側(cè)進(jìn)行電焊連接，并適當(dāng)布置肋板進(jìn)行加強(qiáng)，保證兩塊板的垂直度。最終完成組合1（圖7）。

圖7 組合1

4）將組合1按照圖紙位置居中貼在Ⅰ類板①內(nèi)側(cè)，通過預(yù)先打好的圓孔將組合1焊接在Ⅰ類板①上。

5）對Ⅰ類板②進(jìn)行間距打孔，孔距輪廓邊緣凈距10 mm，稍稍向內(nèi)偏移，避免穿孔滿焊過程中焊縫影響區(qū)域擴(kuò)散，在Ⅱ類板與Ⅰ類板②交接陰角出現(xiàn)黑色燙傷現(xiàn)象。然后將Ⅲ類板按照圖紙位置居中貼在Ⅰ類板②內(nèi)側(cè)，通過預(yù)先打好的圓孔將Ⅲ類板焊接在Ⅰ類板②上，形成組合2。其目的是為了保證組合1與Ⅰ類板②焊接的時(shí)候，限制Ⅱ類板發(fā)生變形。

6）將組合1扣在組合2上，并通過預(yù)先打好的孔進(jìn)行沉孔滿焊（圖8），圖8中圓圈所示即為沉孔滿焊效果。

7）對完成雛形再次進(jìn)行機(jī)器打磨，得到最終業(yè)主需要的效果。

針對底部安裝方式，我們也結(jié)合了現(xiàn)場環(huán)境，根據(jù)工藝工法，選擇了預(yù)先焊接配合現(xiàn)場螺栓固定的方法（圖9）。

圖8 大刀片雛形

圖9 底部固定節(jié)點(diǎn)剖面示意

其基本思路步驟如下：

1）在上面欄桿的基礎(chǔ)上，根據(jù)圖紙位置，將預(yù)先打好沉頭螺栓孔的不銹鋼板焊接到欄桿底部，形成基座。

2）在現(xiàn)場施工過程中，將預(yù)先鉆孔攻絲的厚18 mm不銹鋼板焊接到預(yù)埋板上。

3）欄桿通過沉頭螺栓固定在預(yù)埋板上。使用3M雙面膠將厚1.5 mm的不銹鋼板貼在基座外側(cè)，形成整體統(tǒng)一的飾面外觀效果。

由于業(yè)主對欄桿外觀有非常嚴(yán)格的要求，需要在拼接處做到致密整齊，所以需要我們對每一個(gè)尺寸都精確嚴(yán)謹(jǐn)。對此，我們采用了模型模擬，將所涉及的所有構(gòu)件進(jìn)行繪制。如此做存在兩大優(yōu)勢：

1）通過建模，可以預(yù)先使用模型模擬外觀效果，通過模型與業(yè)主溝通，使得問題更加直觀明顯。而業(yè)主在觀看模型的過程中，基本上能確定效果是否能夠達(dá)到他們的要求，即便需要調(diào)整修改，也可以在計(jì)算機(jī)中模擬，既高效準(zhǔn)確，又節(jié)約人力物力。最終得到一個(gè)有效的模型mockup模擬?？梢娛褂媚Ｐ?，能有效節(jié)約成本，提高工作效率。

2）在根據(jù)完成的模型，對模型進(jìn)行拆解，得到各部分的尺寸、數(shù)量等信息，校對圖紙深化內(nèi)容，防止圖紙深化的紕漏情況出現(xiàn)。

在完成并通過了小樣制作后，基本確定了制作工藝。

5 模塊化批量加工

基于現(xiàn)場情況及業(yè)主要求，我們加工的每一根欄桿都需要不同的尺寸。我們將168根欄桿進(jìn)行如下處理：

1）根據(jù)情況對欄桿進(jìn)行分組，168根欄桿可分為普通造型加座椅欄桿163根和揚(yáng)聲器欄桿5根。普通造型加座椅欄桿又可按所處位置分為水平樓板處不帶座椅欄桿16根、帶座椅欄桿34根，斜樓板處不帶座椅欄桿97根、帶座椅欄桿16根。針對以上分組，進(jìn)行簡要分析：

① 揚(yáng)聲器欄桿因?yàn)閿?shù)量較少，尺寸統(tǒng)一度較差，故單獨(dú)處理。

② 將剩余所有欄桿按照普通做法進(jìn)行加工生產(chǎn)，對欄桿高度尺寸等差變化，根據(jù)樓板情況，調(diào)整公差，保證在統(tǒng)一基座安裝方式的情況下，欄桿頂標(biāo)高能統(tǒng)一斜率。

③ 在欄桿制作過程中，按照編號位置，對處于座椅位置的欄桿進(jìn)行座椅面的焊接工作。

2）對所有欄桿進(jìn)行編號，并繪制準(zhǔn)確的CAD輪廓圖紙作為外加工圖紙，以便配合工廠激光切割。

3）對應(yīng)編號和圖紙尺寸，進(jìn)行欄桿的安裝生產(chǎn)。

為了確保初期深化設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，在設(shè)計(jì)初期，我們就對欄桿進(jìn)行了模型模擬，通過參數(shù)化對每一根欄桿都進(jìn)行了排布，嚴(yán)格按照業(yè)主要求進(jìn)行布置。在整體效果得到認(rèn)可之后，直接在軟件中導(dǎo)出每一根欄桿的高度信息，對圖紙尺寸進(jìn)行核對，確保外加工單的準(zhǔn)確可靠。考慮到每一根欄桿的尺寸互不相同，而材料采用了厚5 mm的316L不銹鋼非常規(guī)構(gòu)件，對設(shè)備的要求比較嚴(yán)格，加工周期較大；而工藝的復(fù)雜，需要協(xié)調(diào)不同廠家（激光切割，構(gòu)件拼裝，拉絲打磨）進(jìn)行有效配合，這也導(dǎo)致了產(chǎn)品加工周期非常長。所以為了避免過程中出錯(cuò)，前期準(zhǔn)備工作相當(dāng)重要。

綜上所述，最終欄桿的實(shí)施過程概括如下：

1）前期設(shè)計(jì)充分解剖欄桿各部分，分類并統(tǒng)計(jì)尺寸信息及數(shù)量，編制加工圖。

2）根據(jù)加工圖下單下料，做好編號及正反面標(biāo)注，直接外加工各部分零件。

3）在嚴(yán)格的時(shí)間把控下，將每部分零件產(chǎn)品精確到“天”運(yùn)回工廠并進(jìn)行拼裝，拼裝過程中，技術(shù)人員按照加工圖，從組件類別中選擇對應(yīng)配件進(jìn)行組裝。

4）完成組裝過程中，再成批送到拉絲工廠進(jìn)行打磨拉絲。

5）成品保護(hù)，裝車，按計(jì)劃運(yùn)輸至項(xiàng)目現(xiàn)場安裝。

在這樣流水化加工生產(chǎn)的過程中，需要做到以下幾點(diǎn)，才能使得程序準(zhǔn)確有效：

1）前期設(shè)計(jì)工作需要細(xì)致準(zhǔn)確，構(gòu)件拆分考慮充分。由于采用了厚5 mm不銹鋼板，過程中再加工處理的可能性幾乎為零；而業(yè)主對外觀效果的挑剔，不允許我們在生產(chǎn)過程中再進(jìn)行糾錯(cuò)處理。

2）在程序流通過程中，對每一個(gè)零件需要進(jìn)行編號處理，并確保過程中編號能夠一直保持，對于一些非對稱構(gòu)件，需要進(jìn)行嚴(yán)格的正反面標(biāo)注，避免過程中信息不詳導(dǎo)致加工產(chǎn)品錯(cuò)誤。

3）由于分零件加工，需要嚴(yán)格控制每一個(gè)零件的加工周期，任何一個(gè)零件的延誤會導(dǎo)致整個(gè)流程的停滯。

流水線生產(chǎn)模式，能有效提高生產(chǎn)效率，提高生產(chǎn)質(zhì)量，但前提需要有一個(gè)合理有效的運(yùn)作流程及機(jī)制來規(guī)范生產(chǎn)。

6 落實(shí)措施

為配合現(xiàn)場緊張的工期，同時(shí)保證各部分零件，我們還編制了詳盡的外加工計(jì)劃表，以此監(jiān)管所有的材料加工進(jìn)度。在前期花費(fèi)了大量人力物力來編制合理的生產(chǎn)加工方案，我們需要有效的管理來為生產(chǎn)保駕護(hù)航，不然勢必導(dǎo)致生產(chǎn)工作前功盡棄。我們對近170根欄桿進(jìn)行分組，對每一組的生產(chǎn)細(xì)化到零件的下料、加工、進(jìn)廠時(shí)間等每一個(gè)環(huán)節(jié)都把控到位，確保生產(chǎn)流程井然有序得高效運(yùn)作。過程中發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)解決或調(diào)整，從宏觀上把控生產(chǎn)，盡可能減少流程損耗。

7 結(jié)語

隨著設(shè)計(jì)師越來越多采用格柵式構(gòu)件排列形成設(shè)計(jì)造型，使得我們在產(chǎn)品加工中打破了標(biāo)準(zhǔn)件的常用概念。我們需要對每一個(gè)構(gòu)件都進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從中提取出共性進(jìn)行批量生產(chǎn)，保留個(gè)性進(jìn)行專項(xiàng)處理。通過數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保流水生產(chǎn)過程中的準(zhǔn)確性[1-2]。

此次模塊化生產(chǎn)加工技術(shù)的應(yīng)用，是我們應(yīng)對設(shè)計(jì)方案特殊化的一次嘗試，也是將復(fù)雜構(gòu)件進(jìn)行簡化的一次嘗試：化整為零，控制要點(diǎn)，最終達(dá)到設(shè)計(jì)效果。充分利用新生技術(shù)，引進(jìn)高效管理理念，結(jié)合現(xiàn)有生產(chǎn)工藝水平，來提高我們的產(chǎn)品生產(chǎn)能力。