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(圖文)國內游樂設施設計要求(法規)

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核心提示:國內游樂設備、設施設計要求(法規)
 游樂設施設計要求
部分游樂設備設計草圖

目前,我國游樂設施新產品開發與設計大概有如下幾種情況:第一,采用目前游樂設施中尚未應用的新理念、新方法或新技術進行產品開發(全新產品)。第二,采用新技術對已有游樂設施產品進行持續開發,增加新功能(升級換代產品)。第三,對現有的游樂設施(尤其對國外產品)進行模仿設計或測繪設計,將相對成熟的結構型式和運動型式重新組合,形成新產品(相對成熟產品)。在這三種情況中,都有簡單產品和復雜產品之分。通常情況下,高大、高速旋轉、多項運動組合或載客量大的產品多為復雜且安全重要性較大產品(以下簡稱重要產品),而在這些重要產品中,全新產品和采用新技術升級換代產品(以下簡稱重要新產品)更為重中之重。在這些重要產品或重要新產品中,雖然以A、B級為主,但也一些危險程度較高的C級游樂設施。

國內多數制造企業開發的游樂設施產品屬于第三種情況。但由于游樂設施追求刺激性的特點,以及我國游樂行業蓬勃發展對新、奇、特游樂設施產品的強烈需求(這在某種程度上也為國外游樂設施制造企業提供了非常好的產品研發和試驗基地),近年來,設計開發的重要產品越來越多,重要新產品比重也在逐步加大。因此,無論設計制造單位還是承擔設計文件鑒定和型式試驗的授權檢驗機構,都應結合產品的簡單與復雜程度、技術與結構型式的成熟程度、安全重要程度,突出重點,有針對性、差別化地開展設計、設計文件鑒定、設計驗證試驗與型式試驗,以及后續其它工作。

鑒于這種情況,下面的要求僅僅是對游樂設施設計方面的總體要求和一般性要求,設計單位可以區別簡單產品、相對成熟產品(為便于敘述,此兩種產品以后簡稱一般性產品)、重要產品和重要新產品的實際情況,以及本身的設計能力和設計經驗,予以取舍增刪。
部分游樂設備設計草圖 

(一)設計遵循的總體原則

游樂設施設計應遵循安全第一原則審慎保守原則。安全第一原則主要體現為:設計產品的任何經濟或技術性能指標都應絕對服從安全指標要求;不允許游樂設施設計存在任何涉及人身安全方面的不確定性;對于可能影響乘客人身安全的主要受力部件、機械或電氣系統或部件,必須留有足夠的安全冗余,絕不能有導致設備嚴重損壞或造成人員嚴重傷害的不可檢測的單一失效點或潛在的單一失效點。審慎保守原則主要體現為:采用成熟技術優于采用新開發技術;開發的全新游樂設施產品或新技術用于游樂設施,必須經過嚴格論證、多程序和多種方法檢驗與試驗,以及足夠的時間考驗;重要設計就繁不就簡(對于重要產品、部件或較大的不確定性,應通過不同方法計算或從不同角度進行分析并增加計算項目,不應只采取單一方法進行計算分析或消除不確定性);考慮安全系數影響因素就多不就少;載荷或載荷組合選取就重不就輕;選取材料強度值就低不就高等。

(二)設計依據的法規標準

在中國國內使用的大型游樂設施,其設計應符合中國游樂設施安全規范(GB8408)、各游樂設施分項標準和相關標準要求,并嚴格遵守《特種設備安全監察條例》和國家質檢總局頒發的特種設備安全技術規范。對于國外制造廠為中國客戶提供的產品,采用國外標準進行設計時,應滿足中國法規和標準對游樂設施的基本安全要求。對于GB8408或法規沒有規定,國外設計者應采用比較先進成熟的國際標準或其本國(本區域,如歐盟)標準。國內設計制造單位新開發產品無標準可遵循時,應制定企業標準,經相應標準管理部門備案后再進行設計制造。無論采用國際標準、其它國家標準或企業標準,不能在安全方面與中國法規或標準產生重大矛盾沖突。

我國目前游樂設施設計總體水平不高,各設計制造單位設計能力相差較大,參差不齊。鑒于這樣一種情況,建議那些設計能力不高的單位,或設計重要產品和重要新產品的單位,為確保設計質量,在關鍵設計階段或完成全部設計工作后,委托具有較強能力的科研技術機構或大專院校對其設計進行技術把關(或設計的某些方面),必要時采用不同方法重新進行驗算校核。在多數工業發達國家和地區(包括我國香港),這是一種通行作法,由取得職業資格,具有專業特長的職業工程師(Professional Engineer)承擔這方面的工作。一項游樂設施設計只有經過職業工程師審核并簽署后,政府安全管理機構才能進行后續的程序性審查與批準。我國目前還沒有采取這種作法,只是由政府下所屬的特種設備檢驗機構對游樂設施設計是否符合相關特種設備安全技術規范進行審查,在體系建設層面缺少社會化的針對技術層面把關環節。為保障乘客安全和規避企業風險,那些設計能力不高(或某些方面欠缺)的設計單位,確實應當對沒有十分把握的游樂設施設計,委托具有較強技術能力(或某些特殊專長)的單位或專業權威人士幫助其技術把關。

 

、鑒定文件資料準備

(一)正式開展設計文件鑒定前,設計單位應結束全部設計工作,并準備好經設計單位技術負責人正式批準的下列文件資料:

1、設計計算書;

2、設計計算說明書;

3、全套設計圖紙或施工圖;

4、產品安裝與使用維護說明書;

5、危險識別與風險分析評價資料;

6、設計驗證試驗大綱或方案;

7、銘牌設計資料;

8、當采用其它設計依據(如無國家或行業標準,中國標準或法規未予規定或規定不全,而采用外國標準、技術法規、檢驗試驗規范,或企業標準的),設計單位應同時準備這些設計依據資料;

9、合同有技術要求的,還應提供合同技術要求;

10、對于進口的移動式游樂設施或二手固定設備,設計文件鑒定申請單位還應提交海關的通關文件和檢驗檢疫報告、設備設計資料、境外檢驗機構設計審查報告、設備出廠質量證明文件、設備的使用維護記錄或相關資料、境外檢驗機構檢驗報告、境外有關機構注冊登記的資料。對于國外企業首次開發并進口國內的游樂設施,或國內首次使用的國外產品,申請單位應提供境外權威檢驗機構設計審查報告。

(二)設計單位應確保上述資料滿足下列要求:

1、設計單位完成全部設計工作。設計單位應確保提交鑒定的設計技術資料齊全完整,所有的設計文件資料均應有設計(編制)人員簽字,本單位現行質量體系設計責任人員審核簽字和技術負責人的正式批準簽字。

由于圖紙數量較多,是否需要設計單位技術負責人簽字批準全部圖紙,根據設計單位設計工作量多少、繁忙與否等具體情況,由質量體系文件對此予以明確規定,并嚴格按照質量體系文件執行,但技術負責人的批準不能僅僅批準總圖。如果質量體系文件規定技術負責人批準簽字主要圖紙(如總圖和主要受力部件圖),并不意味允許技術負責人不對游樂設施設計的各分項工作最終整合把關,不能解除技術負責人對設計質量,尤其安全質量的總體責任。

2、設計單位應確保設計資料的齊全完整性、有效性(各類簽字手續齊全,審核審批人員為本單位現行質量管理體系設計責任人員和技術負責人),設計相關責任人員(設計、審核、批準人員)應確保設計計算與分析項目與內容的全面完整性、正確性、真實性、安全可靠性、合規性(合乎標準與特種設備安全技術規范),并兼顧制造可實現性、產品的可檢驗維護性、事故可救援性。設計批準人員還應督促設計和審核人員確保設計文件資料之間的一致性和封閉性,設計資料之間不應存在矛盾沖突或空白遺漏之處。

3、采用國際單位制。

4、技術參數量綱應按照下列要求填寫:

1)高度、直徑等設備結構尺寸,一律采用m表示;

2)所有運動速度參數單位一律采用m/s,對于旋轉類設備,其圓周速度在m/s后加括號注明rpm,對于較快的滑行類設備,其滑行速度在m/s后加括號注明km/h;

3)凡有公轉與自傳的,分別標出公轉、自轉回轉直徑和速度,只有對需要用半徑來標注的特殊情況,才可以用半徑表示;

4) “乘載人數應填寫設備允許乘載的總人數和每個載客裝置的乘載人數,并注明成人或兒童;

5)電機驅動的,應具體標出直流驅動還是交流驅動,多臺還是單臺驅動。傳動方式要注明機械傳動、氣壓傳動、液壓傳動或摩擦傳動等。

 

四、設計計算書要求與應包含內容

(一)一般性要求

1、設備運動與受力分析、運動學與動力學計算等,應完整正確,符合設備運動規律。

2、載荷分析與計算(動載、靜載、地震、風載、雪載、載荷組合,溫差及各種載荷組合對設備強度、剛度、穩定性的影響等)。

3、設計輸入應齊全、完整、準確;邊界條件確定無誤并給出解釋說明,包括荷載所考慮的沖擊系數及荷載組合中所采用的分項系數、組合系數等,風載的確定時的基本風壓及計算風荷載標準值時所采用的各項系數的選取說明,分析時所考慮的風向的選取說明;抗震分析時的抗震設防烈度、采用的基本加速度值、地震環境特征周期等選取說明,分析時所考慮的地震方向的選取說明;雪載分析時的基本雪壓和確定雪荷載標準值時屋面積雪分布系數的選取說明,以及摩擦系數、焊縫削弱系數、應力集中系數等。

4、各類設計計算或校核項目齊全完整,采用的公式與計算方法正確,設計計算過程清晰(必要時注明公式或方法的參考文獻);

5、設計輸出齊全正確并符合標準法規要求。凡應進行強度、疲勞分析、剛度、穩定性計算、防傾覆和防止側滑計算,以及局部應力集中情況分析計算的,均應進行相應計算,其計算應結果符合GB8408標準規定。

6、對重要產品或重要新產品,應采用有關設計計算軟件對整體受力情況與運動狀態,以及關鍵結點(部件、部位等)受力情況進行詳細計算分析,提供有限元法計算的受力部件(部位)的圖號、名稱、結構圖,給出具體結構到有限元模型的建模思路,包括材料模型(彈性模量、泊松比、強度極限等)、載荷模型(力、約束等邊界條件的施加方式、大小及來歷,風載、雪載、地震等環境載荷的選?。┑暮喕?,單元類型的選取等,分析結果合理性、合規性的描述和論證。

當這些重要產品、重要新產品或某些關鍵復雜受力部件采用某種設計軟件計算后仍存在疑慮或不確定性時,設計人員應采用不同計算方式(不同軟件或手工)重新進行計算或驗算校核。

7、對運動型式特別復雜的游樂設施,運動狀態和受力情況宜采用虛擬樣機(如ADAMS)的手段進行模擬分析。

8、當產品有其特殊性時,根據產品的實際情況,本著“審慎保守”原則,適當增加設計計算或校核項目。

9、應通過比較各種尺寸變化的受力情況對比計算分析結果,給出重要零件、部件和游樂設施整機的重要幾何尺寸的最大允許偏差值。

10、應在設計計算書和圖紙上給出整機和部件重量,尤其運動部件(受力結構與機械部件)。

 

(二)整機相關信息

1、產品安全技術參數

產品技術參數應齊全完整,應能準確描述設備狀況、運行情況和限定的使用條件,主要安全技術參數的計算,如運動參數計算(速度、角速度、加速度、角加速度等)、設備主要幾何參數計算(如抗彎模量等、主要部件的質心、轉動慣量等)等應符合相關法規標準規定,滿足安全使用要求。

確定設備高度時,如果在設計時考慮加裝固定連接的金屬裝飾物或其他裝飾物,應計算此類物體加上之后的高度,風載對設備的側向力影響,以及對設備基礎、本體受力情況的影響等。

2、涉及整機的相關計算

凡需要進行設備整體剛度、穩定性計算的,以及無基礎設備整機防傾覆和防止側滑計算的,均應進行有效分析與計算,計算結果應滿足相應法規標準或設計大綱(方案)要求。

3、整機使用壽命和主要受力部件使用壽命計算或分析論證。

設計使用壽命應當通過嚴謹的設計分析和計算確定。游樂設施整機和部件使用壽命的確定應符合GB8408和特種設備相關安全技術規范規定,使用壽命少于標準法規規定的,應在設計文件中予以充分論述與說明。用于腐蝕環境的游樂設施,還應根據腐蝕情況選擇特定防腐材料,或根據腐蝕速率確定游樂設施整機和受力部件的使用壽命;對于承受交變載荷的主要受力部件,應通過疲勞分析確定。

4、基礎接口條件(各柱點的拉壓和彎矩、坐標等)與基礎承載力分析與計算。

5、設備使用環境條件(溫濕度、海拔高度、風雪等)規定。對于移動式游樂設施使用環境條件,如果沒有特殊規定,應按游樂設施可能到達的最惡劣環境條件考慮。

6、必要安裝(吊裝)方案的安全性計算(如大型觀覽車等)。

 

()受力部件(系統)

1、設計計算書中,需要進行受力分析與計算的包括但不限于下列受力結構與受力機械件(系統)

1)受力結構與其重要零件(支柱、梁、臂、拉桿、軌道、滑道、導軌、支撐件、吊掛構件、可動結構、蹦極與滑索滑道塔架等。在這些受力件上開孔造成的應力集中情況也應予以計算分析);

2)載客裝置與其重要零件;

3)載人提升系統與其重要零件(牽引裝置、載人用鏈條或鋼絲繩、冗余保險用鋼絲繩、滑輪軸,卷筒軸、重要吊掛件、坐席與鏈條或鋼絲繩連接節點等);

4重要軸系與其重要零件(主軸、中心軸、車輪軸、座艙吊掛軸與,坐席支承臂上下銷軸、各重要油缸或氣缸上下支撐銷軸、焊接軸系、軸套等) ;

5其它重要部件與其重要零件。如回轉支承、重要輪系(滑行類的輪軸架)、車輛連接器、聯軸器等;

6)機械類型安全裝置(安全壓杠與安全壓杠鎖緊裝置、制動裝置、止逆裝置、防傾翻裝置、乘人部分的吊掛保險裝置、斷繩保護裝置、安全帶與安全把手、車輛連接保險裝置、門鎖緊裝置、防碰撞裝置、緩沖裝置、限位裝置、乘人吊掛裝置的保險裝置、轉盤直徑超過40m觀覽車的防止吊廂擺動裝置)。

安全壓杠系統計算應包括壓杠缸體、軸與銷軸、軸套、棘輪棘爪等,制動系統計算包括板式剎車的剎車力計算、剎車板及剎車結構的強度計算,渦流剎車力的計算,盤式剎車的強度及扭矩的計算,能耗制動的制動扭矩及制動時間的計算等。制動能力(力或力矩)應≥1.5倍額定負荷軸扭矩(或沖擊力)。沿斜坡牽引的提升系統,必須設有防止載人裝置逆行的裝置,在最大沖擊負荷時必須止逆可靠。

對于自動連鎖的安全裝置,應對其自動連鎖功能的可靠性進行充分技術分析與論證,并提出驗證其可靠性的試驗要求和后續檢驗測試要求。

7)傳動系統、液壓系統與氣動系統的受力分析與選型計算。包括重要軸承、卷筒軸、驅動軸、鏈輪軸、齒輪軸、皮帶輪軸、滑輪軸、鏈條、鋼絲繩與傳輸帶、重要螺栓螺釘受力分析計算;電機、油泵、油馬達、水泵、氣泵、油氣缸、減速機、變角器、液力耦合器、油氣缸,壓力容器、高壓管路的選型分析或計算,以及驅動功率計算等。

 

(四)重要焊縫、高強螺栓

1、主要受力部件(注1)自身或連接這些受力部件的重要焊縫(注2應進行強度與疲勞計算。重要焊縫布置合理,盡可能避開高應力區域,并避免焊縫及熱影響區疊加。

2、對于承受動載荷的角焊縫、與母材等強度的對接焊縫、能夠全焊透的重要焊縫和隱蔽焊縫(3),在焊縫設計時應采取全焊透結構。如確實不能做到全焊透時,應考慮焊縫削弱系數,并通過分析或計算給出未焊透的最大允許值。凡需要全焊透的焊縫應逐項列表說明并在相應圖紙上給出明確信息。

3、對于不可拆卸的重要軸類或重要結構,應盡可能避免采用焊接聯接結構,并應考慮增加安全冗余,強化質量控制手段與方法或設計有效的監測措施。

4、設計受力焊縫時,應給出詳盡完整的焊接信息,焊接接頭基本形式和尺寸應符合相關標準和安全技術規范要求。

5、連接主要受力部件的高強螺栓、地腳螺栓應進行計算與選型,并給出安裝時所需要的最大預緊力值。

設計單位應根據設計計算與分析結果,以及安全分析與評價情況,從上述受力結構與受力機械部件中確定出對乘客安全影響較大的主要受力部件和重要焊縫,給出詳細清單。

設計計算書中每一個分析計算的結構與機械部分,應給出該部件的圖紙編號,或繪出簡圖詳細說明。

 

(五)電氣與控制部分(此部分也可獨立編寫電氣設計與選型計算書)

1、電氣系統設計(電路分析、短路電流、電機啟動、電壓降等)。

2、主要電氣設備、電氣與電子元器件選擇、主要導線選型。選型應能滿足游樂設施運行工況和運行環境條件要求。

3、控制程序設計或控制系統選擇。如操作或自動控制模式選擇、緊急操作(緊急停止、緊急斷開)設計、安全裝置與控制系統連鎖保護、無線控制設計、故障檢測與控制等。

4、電氣型安全裝置(限速裝置、行程限位裝置、超速檢測裝置,防過載檢測裝置、防碰撞裝置等)、電氣防護與電氣安全裝置(防止誤操作與誤起動措施、乘客操作電器的防護、電路失效保護措施、過載過壓保護、避雷、接地、漏電保護等)的選型或設計。 

  設計人員應確保電氣系統的設計與結構和機械系統的設計相匹配;標準機電產品的選型與產品設計功能相匹配;電氣系統計算符合相關標準和安全技術規范要求。

 

(六)無損檢測設計要求

1、對于主要受力部件、重要焊縫和特殊焊縫(注4無損檢測,應明確規定無損檢測的種類、方法、比例、合格標準。

2、對于現場無法拆卸,或拆卸難度較大的,需要在組裝或設備安裝前進行無損檢測的,應在相關設計文件和圖紙上予以標注。

3、載客裝置與安全裝置上的受力焊縫、隱蔽焊縫,應采用100%無損檢測。重要焊接軸的縱、環對接焊縫,宜采用100%射線探傷(RT),另加20%以上的超聲探傷(UT)抽查,或反之。無法進行RT UT的重要角焊縫應做100%表面探傷(MTPT)。

4、受力分析計算的高應力區域焊縫,應在設計文件中規定制造時和使用過程中強化此部位無損檢測的具體要求。

5、凡設計計算確定為永久壽命的受力部件,應考慮選用適合的無損檢測方法,以通過檢驗證實其制造質量能夠確保永久壽命的要求。

6、對于要求焊透或給出允許未焊透最大值的,應明確給出能否檢測出其全焊透或未焊透實際值的無損檢測方法,不能只考慮采用表面探傷方法。

 

(七)輔助設施與緊急救援設備設施

1、安全柵欄、安全通道應布置合理。高空平臺(站臺)、安全柵欄、安全通道、爬梯、天橋、維護檢修通道等的承載力、水平推力等應進行計算,結果應符合GB8408標準或其他相應標準要求。高空維護檢修爬梯應加設防護罩,并設計為攀爬時適合使用安全帶的結構型式。

2、支撐或移動乘客的輔助設備設施,也應進行相應的設計計算。

3、對于事故救援比較復雜或費時的高大游樂設施,應經論證分析,提出切實可行的應急救援方法,或與產品同步設計出有效的應急救援設備與工器具。

 

1:為便于敘述,主要受力部件在此主要指承受較大應力,對乘客安全影響較大的零件與部件,包括受力結構件、機械部件(重要的軸與軸系、載人提升系統與其重要節點、重要輪系)、載客裝置、安全裝置(安全壓杠、制動裝置、止逆裝置、緩沖裝置)等。

2:重要焊縫是指在主要受力部件上或聯結主要受力部件,承受較大應力的各類焊縫,如焊接軸焊縫、懸臂梁根部焊縫、軌道對接焊縫、軌道與支架間的焊縫、設備支撐或支座焊縫、吊臂或支柱與設備本體聯接焊縫、載客裝置框架焊縫、坐席支承件焊縫、吊掛件焊縫(包括吊掛件與梁或拄之間焊縫)、受力軸焊縫、軸系或輪系與支撐之間焊縫、油(氣)缸支座焊縫、安全附件(部件)焊縫、轉盤節點焊縫、配重焊縫、座艙(配重)與大臂的連接焊縫、提升機構(包括滑輪)與框架連接焊縫、塔架接點焊縫、主軸與轉盤固定焊縫、鋼絲繩錨固節點焊縫等、安全裝置(如安全壓杠與制動裝置)本體焊縫及與其它結構或部件連接焊縫、承受動載荷的角焊縫,以及特殊焊縫、隱蔽焊縫和設計單位或設計文件鑒定機構確定的其他重要焊縫。

3:特殊焊縫指下列情況的受力對接焊縫和角焊縫:異種鋼連接焊縫、厚板與薄板焊接焊縫、在焊縫上開孔邊緣100mm內的焊縫、十字或丁字焊縫、重疊或相鄰不足100mm的焊縫,因焊縫布置不當或無法避免等容易產生應力集中的焊縫,以及對焊接裂紋敏感材料制成的結構與部件焊縫等。

4隱蔽焊縫指制造或組裝裝配后無法再檢測到的受力對接焊縫和角焊縫(如焊接軸與可動結構內部焊縫、被玻璃鋼或其它材料覆蓋或包裹,難以拆卸的載客裝置框架焊縫、安全壓杠焊縫等)。

 

五、設計說明書內容與要求

說明書主要內容應齊全、合理,應包括但不限于下列內容:

(一)設計思路(假設)、技術來源、設計方案、主要設計依據、施工圖設計,以及安全冗余的考慮(未單獨提供危險識別與安全分析評價資料的)。

(二) 產品的結構型式特點準確描述,提煉可明晰化的相關結構要素,并最好配有說明圖或照片清楚說明(尤其對那些不確定結構的“其它型式×××類”產品)。

(三)全部技術參數(其中要對主要技術參數的選取予以詳細描述);

(四)產品工作原理、設備運行方式、主要驅動方案、液壓氣動方案、控制方案、電氣與控制系統設計說明,以及產品適用環境條件的考慮(必要時應提供地質勘察報告、氣象資料及特殊使用要求等)。

(五)安全特性的詳細描述,充分說明產品的設計過程中已經全面系統地分析了整機和重要系統(部件)的安全可靠性,清楚所存在的各類不確定性,并針對本機的結構特性和安全特點,在不同環節設計或采取了相應的措施和方法消除了這些不確定性,如對材料采購與驗收、制造、安裝、運輸、檢驗試驗、使用維護等方面提出了相應的安全質量控制要求。

()對選擇主要受力部件材料(以下簡稱主要材料,包括黑色金屬、鍛件、鑄件、有色金屬、非金屬材料)的設計考慮與說明。材料的選取應充分考慮可加工性、使用環境條件(尤其低溫和腐蝕)等因素。不易逃生的載客裝置或其它乘客聚集區域,不得采用易燃材料。

(七)安全裝置(機械類型、電氣電子類型)設計或選型配備方面的技術考慮(尤其自動連鎖的重要安全裝置,如安全壓杠、制動、限位、防碰撞等裝置),以及事故緊急救援裝置和事故狀態疏導乘客措施設施等方面設計或選型配備方面的技術考慮。針對各種失效可能性設計或選配了適宜的安全裝置(種類、數量、質量要求、功能、放置位置、作用、預計效果、失效二次保護功能設置等)和緊急救援設備設施。

(八) 機械系統保護方面的設計或選型配備方面的技術考慮,如液壓或氣動裝置是否單獨設置;是否設有過壓保護裝置,保護裝置選型與效果分析;中、高壓液壓系統是否設有液壓緩沖裝置, 液壓緩沖裝置選型與效果分析;乘人部分由油缸或氣缸支撐升降時,系統意外失壓時的保護措施,到達極限位置時緩沖措施等方面的考慮與效果分析;

(九) 電氣防護與操作防護方面的設計說明,如接地型式(TN-S系統 或TN-C-S系統)、漏電保護裝置型式、避雷裝置、接地裝置、乘客操作電器電壓等級和防護、防止誤操作和誤起動控制措施、緊急操作(緊急停止、緊急斷開、緊急事故按鈕設置和型式等等。

(十) 控制系統方面的設計或選擇說明。如控制程序、控制系統起動功能、工作方式設計;控制系統各器件之間I/O關系;電路失效時制動系統功能與狀態;控制系統關于檢修或手動控制模式的考慮,能否使每個運動能單獨控制;防止誤起動措施,安全裝置與控制系統連鎖保護考慮;無線控制設計;故障情況的控制功能等。

(十一) 對于游樂設施運動可能導致危害情況時的運動監控方面的設計考慮與說明。預期不能由操作者監控的情況應設有如行程限制器、超速檢測,防過載檢測或防碰撞器件等裝置。直流電機驅動或者設有速度調速系統時,應設有防止超出最大設定速度的限速裝置;設備運動行程末端應安裝行程限位裝置,以確保設備運行到極限位置時能順利停止;設備運行中可能發生碰撞現象時,應安裝防碰撞裝置等。

(十二)設計選擇重要標準機電產品的技術考慮(如機電產品選型是否滿足標準、運行工況和使用環境條件要求等),并提供涉及游樂設施安全運行和直接關乎乘客安全的重要標準機電產品及其標準件清單以及相關信息(名稱、型號、規格、主要參數、產地)等。清單中的重要標準機電產品及其標準件包括但不限于下列方面:

1、機械系統(傳動、液壓、氣動)中的重要標準機電產品、零部件與元器件,以及機械防護裝置(過壓保護裝置、液壓緩沖裝置等);

2、電氣與控制系統中的重要電力電器設備、智能化控制設備、電氣防護與操作防護方面的重要電氣電子元器件;

3、載客裝置、載人提升(運輸)系統的重要標準機電產品、零部件與元器件;

4、安全裝置(機械類型、電氣電子類型及兩者的自動連鎖)中重要標準機電產品、零部件與元器件;

5、應急救援裝置(系統)中的重要標準機電產品、零部件與元器件;

6、高強螺栓與高強螺釘。

(十三)對于結構復雜的產品,設計時關于制造加工與安裝可能性,使用維護與檢驗檢測可行性,以及故障與事故可救援性等方面的考慮與安排。為便于受力結構內部的維護與檢驗檢測作業,設計時應考慮開設供檢驗人員進出的人孔,供檢測設備進出的檢查孔或觀察孔,如大型設備的焊接主軸、旋轉大臂等。

上述內容(或部分內容)也可以包含在設計計算書內。當設計說明書與設計計算書合并,或設計說明書與設備使用維護說明書合并時,設計計算書或使用維護說明書中應包含上述內容。

 

六、設計圖紙要求

(一)一般性要求

1、設計分析計算結果應全部轉化到圖紙上來,兩者應當封閉,不應有重大遺漏、重大不一致或相互矛盾之處。

2、總圖、部件圖或零件圖上給出的技術要求與檢驗等方面信息應齊全完整。如主要材料選擇要求、主要受力部件加工與組裝尺寸偏差要求、焊縫布置、重要焊縫焊接詳圖、無損檢測要求、高強螺栓預緊力要求,以及水平度、同心度、垂直度等。

3、對于設計計算、危險識別與風險分析評價確定的重點部件(部位),應在其圖紙上明確提出制造、安裝與檢驗試驗的特殊要求,以確保這些重點部件(部位)的實際質量滿足設計與風險分析要求的質量結果。

4、對于按照永久壽命設計的零部件,應在圖紙上明確規定控制其制造安裝質量的特殊要求,以確保其實際質量能夠達到永久使用的目的;對于使用過程中難以每年拆卸檢驗,需要若干年時間大修的零部件,也應在圖紙上明確提出使之實際質量能夠滿足若干年運行時間考驗的加工與檢驗要求。

5、圖紙目錄與圖紙應齊全,不得有遺漏;圖紙的系統性應完整,圖紙之間的邏輯關系應清晰,總圖、部件圖、零件圖等相互對應,圖示清晰,裝配關系正確,各圖紙之間不得有相互矛盾之處;圖紙應符合制圖規范要求,無嚴重的制圖錯誤;

6、當設計由制造廠進行時,設計人員應充分考慮設計圖紙與工藝的配合,當圖紙不能或沒有給出比較詳盡的加工要求和檢驗檢測要求時,應在工藝文件中予以補充,而此時的工藝文件亦應作為設計文件提交;

7、需要予以打鋼印標記的主要受力部件或重要焊縫,應在圖紙上標出打鋼印標記處。

 

(二)應提供的圖紙資料如下:

1、圖紙目錄

2、總圖

總圖應有主要外形尺寸、裝配尺寸與重要尺寸最大允許誤差、制造與檢驗通用技術要求和特殊技術要求、產品主要技術參數等。有些必要的信息在總圖上不能直接表達清楚的,應有局部裝配詳圖或剖視圖??倛D和裝配圖標題欄中應有產品名稱或編號、總圖號、下一級部件的圖號、零部件的重量與數量、材料規格和牌號、標準件型號與重量數量、設備總重量等。

3、部件圖

部件圖應有各零部件的標注、部件圖主要外形尺寸與其尺寸偏差、部件內各零件相互裝配尺寸與公差、焊縫布置、重要焊接結構的焊接詳圖與焊接技術要求(尤其要求全焊透的焊縫)、無損檢測要求(無損探傷種類、方法、比例、合格標準,及滿足設計計算書規定內容的無損檢測要求)、螺栓連接要求(包括預緊力)、熱處理要求、主要受力部件或其它重要部件的防腐要求、特殊裝配要求,以及其它信息(如隱蔽重要焊縫和特殊焊縫標注等。如果不能直接表達清楚,應有局部裝配詳圖或剖視圖。部件圖標題欄中應有部件名稱或編號、重量、圖號(包括下一級部件的圖號)、各零部件數量與重量、材料規格和牌號、標準件型號與重量數量。對于高速運轉的受力部件,其重量限制應予以明確規定。

4、零件圖

零件圖上應有零件名稱與圖號、完整詳細加工尺寸與公差、材料規格和牌號、重量、倒角、圓角、粗糙度、硬度、焊接或螺栓連接要求、熱處理、噴涂、鋼印標記,以及零件加工、檢驗與無損檢測要求等。

5、液壓(氣動)系統圖

液壓(氣動)原理圖(應有元件選型表)、液壓(氣動)系統()裝配圖(含布管圖)、液壓系統技術資料應符合GB/T37665條的要求。

6、電氣原理圖及電氣裝配圖,監控原理圖(方案圖)

電氣原理圖中應有各元件型號、線號、線路與其它頁有關聯時應關聯的頁碼和區域,電氣控制流程圖(或控制程序)、控制柜(操作箱)元件布置圖等。

對于不易觀察到設備的運行情況時,如需監視器的還應有監控原理圖。當設備高度超過15m時,還應有設備避雷接地圖和電氣設備防雷接地圖。

7、基礎圖

簡單的設備必須有基礎設計圖,對較大或結構復雜的游樂設施,應給出設備各柱腳傳給基礎的力,給出了基礎設計的條件圖(設備各柱腳傳給基礎的力應明確給出,包括豎向力、橫向力和彎矩等)。對于地形復雜的滑行類游樂設施和滑索滑道,還應提供地形圖。

外單位提供的基礎設計圖紙應蓋有設計單位和結構設計師的紅章,一般包括:單位名稱、  單位設計資質、結構設計師的姓名、級別、證號等。

8、有關輔助設備設施圖紙。

 

七、安裝與使用維護說明書

安裝與使用維護說明書應包括但不限于下列內容與要求:

(一)設備概述

1、技術性能及參數(運行高度、運行速度、回轉直徑或半徑、乘載人數、座艙數量或車輛數/列、傾角、擺角或回轉角度、最小曲率半徑、提升速度、加速度、軌道高度、高差、影響乘客安全的凸凹度限制、乘客翻轉與否等),以及電氣設備技術數據(驅動功率)等。

2、結構原理、設備各主要部分構成情況(結構件、機械與電氣,尤其運動單元與控制單元)。

3、操作控制模式。

4、產品適用環境條件規定(溫度、基本風壓與地面粗糙度、雨、雪、濕度、腐蝕、地震、海拔高度、沙塵等)等方面內容。對于移動式游樂設施,如不能明確限定環境條件,應按照游樂設施可能到達地點的極端環境條件情況考慮。對于在低溫、高海拔或高濕度等特殊環境下使用的游樂設施,還應對主要材料、電氣元器件等的適用環境條件,甚至潤滑油品牌等級予以明確規定。

5、基礎要求。對于無固定基礎設備,還應有對基礎準備的特殊要求和地基承載力(地耐力)要求。

 

(二)安裝及調試

1、整機和各部分(結構件、機械與電氣)的安裝要求、程序(順序)與方法;

2、安裝安全注意事項;

3、安裝后的靜態檢驗項目、方法與合格標準;

4、調試項目、方法、程序(順序)與合格標準;

5、載荷試驗項目、方法與合格標準;

6、故障記錄與歸納統計要求等;

7、移動式設備抗傾覆、抗滑移和防松防脫措施、安裝后的檢查要求,以及設備拆卸方法和要求等。

 

(三)操作規程及注意事項

1、操作控制硬件與軟件詳細介紹;

2、各種操作模式(自動、手動)與操作方法詳細描述;

3、常規與非常規操作程序與要求(每日試車運行、乘坐前安全檢查確認、運行中觀察與控制、正常停車與緊急停車等);

4、設備安全使用須知;

5、常見運行故障及排除方法;

6、運行中可能出現的異常情況及應采取的安全措施,以及應注意的各種危險或風險(機械、電氣、墜落、乘客異常行為)等。

 

(四)操作及維修、檢查人員責任、資格、技能與培訓等方面的要求。

 

(五)定期自行檢驗測試要求

1、設備的日、周、月、年自行檢驗測試要求,包括檢的、重點項目(如重要受力部件與部位、載人提升系統等)、方法、無損檢測、采用的儀器設備、合格判定準則等,并根據自檢要求制定合適的日、周、月、年度自行檢驗記錄;

2、安全裝置(尤其自動連鎖安全裝置)與緊急救援設備設施方面的測試與試驗要求;

3、焊接與螺栓連接方面,如焊縫內外觀質量檢驗檢測、高強度螺栓或螺釘預緊力規定和防松措施檢查等;

4、電氣系統與控制系統的檢驗測試要求;

5、對于需要若干年大修拆卸檢驗的產品,明確其大修的年限、需要重點檢驗的零部件(部位)、項目與方法,以及重新安裝后的檢驗試驗要求等。

6、基礎自檢要求,以及無固定基礎設備相對長期固定使用或改為固定式設備使用時的自檢要求;

7、輔助設施和安全設備設施(高空平臺、安全柵欄、檢修維護通道、緊急救援通道、安全走道、扶梯站臺、支撐或移動乘客的設備設施、大型設備的備用電源等)方面自檢要求;

8、其它檢驗要求。如設備的水平度、垂直度、同心度等方面的檢查;

9、對于新開發的大型游樂設施或那些危險程度較高的游樂設施,根據其需要驗證的安全特性,可考慮增加運行一段時間(如312個月)后的全面自行拆檢要求。

設備日檢、周檢、月檢、年檢的項目與內容方法應滿足《游樂設施安全技術監察規程(試行)》、相應標準規定,并符合產品安全特征。年度自檢項目應多于國家規定的定期檢驗項目,應能滿足檢驗機構開展定期檢驗工作時的抽樣項目與數量要求。

 

(六)維護保養

1、總的維護保養要求與定期維護保養原則性要求;

2、維護保養重點(日、月、年維護保養、季節停機與開機維護保養要求);

3、針對各部分(受力結構、機械系統、電氣與控制系統、載客裝置、安全裝置,以及基礎)的詳細維護保養程序與要求、機械系統日常潤滑部位與要求等;

4、受力金屬結構(包括金屬基礎結構)防腐保養要求;

5、動力系統(包括備用電源)、設備輔助設備設施和安全設備設施、應急救援設備設施與工器具等方面的維護保養要求;

6、易損零部件清單與建議更換周期、外購件的使用要求;

7、特定使用條件或較惡劣自然環境下有針對性的維護保養與檢驗要求(如高頻率使用,設備安裝在潮濕、腐蝕或高寒地區、較大風載與地震載荷,以及風沙情況等);

8、維保工作安全注意事項與其它要求。

自檢與維護要求(項目、周期、方法、采用技術與儀器設備、重點等)應與設計計算和安全分析評價確定的安全重點相對應一致。設計計算、危險識別與風險分析評價確定的重點部件(部位),應在使用自檢要求中予以明確規定,以保證自檢工作能夠使這些重點部件(部位)得到有效檢驗,確保設備運行安全!

為避免自檢與維護保養的一些共性內容重復敘述,可將自檢與維護保養部分結合起來。但在手冊中,不能將維護保養項目內容僅僅限于自檢的項目與內容,維護保養的項目內容應多于企業自檢。確定維護保養項目內容的目的是為保障設備順暢、持久、安全和經濟運行,是全面性的,而自檢更偏重于設備和乘客安全角度。另外,設計并編制安裝與使用維護手冊時,還應充分考慮到游樂設施產品使用時檢驗檢測與維護保養的可行性,尤其對那些重要的隱蔽工程、受力部件部位,或在一定高度的主要受力部件與部位或其它重要部件裝置。

 

(七)使用壽命與主要受力部件清單等

1、整機及主要受力部件的使用壽命;

2、主要受力部件清單;

3、重要標準機電產品清單;

4、易損件清單及更換周期。

 

(八)乘客須知

1、乘客限制(成人、兒童、允許體重體型與身高、精神狀態與健康條件等);

2、乘坐要求(乘客行為規范與責任等);

3、安全指南。

 

(九)應急救援與救護

1、緊急救援措施介紹、緊急救援設備設施描述與使用方法介紹;

2、乘客疏散程序;

3、應急演練要求;

4、救護人員、器具和藥品準備等。

 

(十)其它方面,如運輸要求等。

游樂設施《安裝與使用維護說明書》是設計產品轉化為實物產品后,能否切實保障游樂設施安全運行的關鍵資料,是設計計算、危險識別與風險分析評價結果與措施的封閉性匯總。因此,設計單位編制的《安裝與使用維護說明書》必須對游樂設施的安全運行提供清晰有效的指導作用,內容應齊全、完整、可操作,且可見證(提供相應工作表格)!

 

八、危險識別與風險分析評價資料

(一)設計、制造、運輸、安裝、拆卸(移動式設備)、使用各環節的危險識別、風險分析、風險評價與風險控制資料。

(二)涉及安全的主要受力部件(尤其承受循環交變應力情況)、機械系統與部件、電氣與控制系統,以及游樂設施所在之內(之上)建筑或周圍建筑物對游樂設施安全運動的作用影響等,均應予以進行危險識別、風險分析評價與控制。

(三)對危險識別、風險分析評價發現的風險或危險,應從設計角度采取有效措施進行消除,或控制在可控制范圍之內,必須留有足夠的安全冗余,絕不能有導致設備嚴重損壞或造成人員嚴重傷害的不可檢測的單一失效點或潛在的單一失效點涉及人身安全方面的不確定性。對無法留有足夠安全冗余的部件或涉及人身安全方面的不確定性,其安全性應進行充分論證并給出解決方案,不得回避隱瞞。

(四)根據危險識別、風險分析評價結果,向制造、運輸、安裝、拆卸、使用等環節提供進行相應風險控制的具體建議。

對于簡單產品和相對成熟產品,可適當簡化安全分析與評價,或將安全分析與評價內容合并到設計說明書中。

 

九、其他設計資料要求

(一)設計驗證試驗大綱

當一臺游樂設施產品設計出來后,需要通過各種試驗與檢驗來確認設計思路(設計假設)、設計方案、主要設計依據、運動與受力情況分析等方面的正確性與完整性,核實產品技術性能是否能充分實現,安全可靠性是否能夠得到保證,設計考慮是否存在較大遺漏等。這種試驗與檢驗可稱之為設計驗證試驗。設計驗證試驗是設計工作的深化與最終結束。

從目前我國的游樂設施設計制造情況來看, 我國很多制造企業目前制造的一般性游樂設施產品均為模仿設計,這種情況的設計驗證試驗應主要針對本單位在模仿設計設計并轉化為樣機的生產過程中,未能完全吃透或有較大更改的那些方面,相對容易。而對于重要產品或重要新產品,由于其危險程度高和發生事故的后果嚴重,或由于產品的技術性能和安全可靠性還沒有得到足夠實踐運行考驗等,無論是模仿設計或是新開發,都存在很多安全不確定性,需要對這兩種產品采取嚴格、多方法、長時間的設計驗證試驗。因此,設計人員在設計時,對上述三種不同情況,結合產品的產品成熟程度、安全重要程度、技術復雜程度等情況,全面系統地考慮所設計產品的安全可靠性,針對整機功能需求,計算分析、危險識別與風險分析評價確定的重點及各類不確定性等綜合情況編寫設計驗證試驗大綱,采取適合可靠的驗證試驗與測試方法對產品整機功能實現情況和安全可靠性情況進行充分驗證。

設計驗證試驗大綱內容與要求主要如下:

1、驗證產品主要技術性能和產品整體安全可靠性(以下簡稱整機試驗)。

2、驗證需要分項考核項目的技術性能(功能)和安全可靠性(以下簡稱分項試驗)。分項試驗項目包括但不限于下列內容:

1)與乘客安全密切相關的主要結構體系、重要機械系統、電氣系統與控制系統(或其重要零部件、元器件);

2)載客裝置,如運動復雜的座艙,采用有別于較成熟技術方法的載客裝置(如多自由度載客平臺或座艙)等;

3)安全裝置(尤其自動連鎖的安全裝置)、運動監控裝置和其它安全防護系統(如重要且特殊的機械防護和電氣防護);

4)重要緊急救援設備設施;

5)重要輔助設備設施(包括重要備用設備設施);

6)特種設備安全技術規范規定或設計要求試驗的裝置或部件。

3、設計驗證試驗大綱應明確規定整機試驗和分項試驗條件(前提)、試驗順序、試驗內容、重點、方法、試驗時間或次數、試驗前后檢驗檢測項目與要求、特殊試驗數據處理原則、合格判定準則、所采用的特殊測試儀器設備名稱、精度與使用方法,試驗技術保障措施及要求等。

4、其它方面的要求,如試驗人員資格能力、安全監護、試驗環境,以及試驗過程中的安全防護與緊急情況處理等方面要求。

對于那些難以準確分析受力情況的重要部件(部位), 設計人員應試驗大綱中,有針對性地增加相關驗證試驗內容,增加檢驗檢測項目與手段(如應力應變測試)。

對于重要產品和重要新產品,其試驗大綱要求應嚴于其它產品。重要新產品及其重要系統、裝置或部件,視其關鍵程度,如無其它方法進行有效驗證,應開展足夠長時間的耐久性試驗或破壞性試驗,以驗證其安全可靠性。

設計計算時,對那些難以準確分析受力情況的主要受力部件, 設計人員應在設計驗證試驗方案中,有針對性地提出增加相關安全性能試驗與功能試驗,增加檢驗檢測項目與手段,增加載荷運行試驗時間(次數)等措施,進行必要的安全可靠性驗證。

 

(二)銘牌設計

銘牌內容至少應包括制造單位名稱與地址、制造許可證號(國外產品應為型式許可編號)、產品名稱、出廠編號、制造日期、設備類型、設備型式、級別、以及速度、加速度、設備高度與運行高度、額定乘客數等主要技術參數。設計有整機使用壽命的,還應在產品銘牌上標明整機使用壽命。

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