游乐设施设计要求.docx

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游乐设施设计要求

游乐设施设计要求

中国特种设备检测研究院游乐设施事业部

目前，我国游乐设施新产品开发与设计大概有如下几种情况：

第一，采用目前游乐设施中尚未应用的新理念、新方法或新技术进行产品开发（全新产品）。

第二，采用新技术对已有游乐设施产品进行持续开发，增加新功能（升级换代产品）。

第三，对现有的游乐设施（尤其对国外产品）进行模仿设计或测绘设计，将相对成熟的结构型式和运动型式重新组合，形成新产品（相对成熟产品）。

在这三种情况中，都有简单产品和复杂产品之分。

通常情况下，高大、高速旋转、多项运动组合或载客量大的产品多为复杂且安全重要性较大产品（以下简称重要产品），而在这些重要产品中，全新产品和采用新技术升级换代产品（以下简称重要新产品）更为重中之重。

在这些重要产品或重要新产品中，虽然以A、B级为主，但也一些危险程度较高的C级游乐设施。

国内多数制造企业开发的游乐设施产品属于第三种情况。

但由于游乐设施追求刺激性的特点，以及我国游乐行业蓬勃发展对新、奇、特游乐设施产品的强烈需求（这在某种程度上也为国外游乐设施制造企业提供了非常好的产品研发和试验基地），近年来，设计开发的重要产品越来越多，重要新产品比重也在逐步加大。

因此，无论设计制造单位还是承担设计文件鉴定和型式试验的授权检验机构，都应结合产品的简单与复杂程度、技术与结构型式的成熟程度、安全重要程度，突出重点，有针对性、差别化地开展设计、设计文件鉴定、设计验证试验与型式试验，以及后续其它工作。

鉴于这种情况，下面的要求仅仅是对游乐设施设计方面的总体要求和一般性要求，设计单位可以区别简单产品、相对成熟产品（为便于叙述，此两种产品以后简称一般性产品）、重要产品和重要新产品的实际情况，以及本身的设计能力和设计经验，予以取舍增删。

（一）设计遵循的总体原则

游乐设施设计应遵循安全第一原则和审慎保守原则。

安全第一原则主要体现为：

设计产品的任何经济或技术性能指标都应绝对服从安全指标要求；不允许游乐设施设计存在任何涉及人身安全方面的不确定性；对于可能影响乘客人身安全的主要受力部件、机械或电气系统或部件，必须留有足够的安全冗余，绝不能有导致设备严重损坏或造成人员严重伤害的不可检测的单一失效点或潜在的单一失效点。

审慎保守原则主要体现为：

采用成熟技术优于采用新开发技术；开发的全新游乐设施产品或新技术用于游乐设施，必须经过严格论证、多程序和多种方法检验与试验，以及足够的时间考验；重要设计就繁不就简（对于重要产品、部件或较大的不确定性，应通过不同方法计算或从不同角度进行分析并增加计算项目，不应只采取单一方法进行计算分析或消除不确定性）；考虑安全系数影响因素就多不就少；载荷或载荷组合选取就重不就轻；选取材料强度值就低不就高等。

（二）设计依据的法规标准

在中国国内使用的大型游乐设施，其设计应符合中国游乐设施安全规范（GB8408）、各游乐设施分项标准和相关标准要求，并严格遵守《特种设备安全监察条例》和国家质检总局颁发的特种设备安全技术规范。

对于国外制造厂为中国客户提供的产品，采用国外标准进行设计时，应满足中国法规和标准对游乐设施的基本安全要求。

对于GB8408或法规没有规定，国外设计者应采用比较先进成熟的国际标准或其本国（本区域，如欧盟）标准。

国内设计制造单位新开发产品无标准可遵循时，应制定企业标准，经相应标准管理部门备案后再进行设计制造。

无论采用国际标准、其它国家标准或企业标准，不能在安全方面与中国法规或标准产生重大矛盾冲突。

我国目前游乐设施设计总体水平不高，各设计制造单位设计能力相差较大，参差不齐。

鉴于这样一种情况，建议那些设计能力不高的单位，或设计重要产品和重要新产品的单位，为确保设计质量，在关键设计阶段或完成全部设计工作后，委托具有较强能力的科研技术机构或大专院校对其设计进行技术把关（或设计的某些方面），必要时采用不同方法重新进行验算校核。

在多数工业发达国家和地区（包括我国香港），这是一种通行作法，由取得职业资格，具有专业特长的职业工程师（ProfessionalEngineer）承担这方面的工作。

一项游乐设施设计只有经过职业工程师审核并签署后，政府安全管理机构才能进行后续的程序性审查与批准。

我国目前还没有采取这种作法，只是由政府下所属的特种设备检验机构对游乐设施设计是否符合相关特种设备安全技术规范进行审查，在体系建设层面缺少社会化的针对技术层面把关环节。

为保障乘客安全和规避企业风险，那些设计能力不高（或某些方面欠缺）的设计单位，确实应当对没有十分把握的游乐设施设计，委托具有较强技术能力（或某些特殊专长）的单位或专业权威人士帮助其技术把关。

三、鉴定文件资料准备

（一）正式开展设计文件鉴定前，设计单位应结束全部设计工作，并准备好经设计单位技术负责人正式批准的下列文件资料：

1、设计计算书；

2、设计计算说明书；

3、全套设计图纸或施工图；

4、产品安装与使用维护说明书；

5、危险识别与风险分析评价资料；

6、设计验证试验大纲或方案；

7、铭牌设计资料；

8、当采用其它设计依据（如无国家或行业标准，中国标准或法规未予规定或规定不全，而采用外国标准、技术法规、检验试验规范，或企业标准的），设计单位应同时准备这些设计依据资料；

9、合同有技术要求的，还应提供合同技术要求；

10、对于进口的移动式游乐设施或二手固定设备，设计文件鉴定申请单位还应提交海关的通关文件和检验检疫报告、设备设计资料、境外检验机构设计审查报告、设备出厂质量证明文件、设备的使用维护记录或相关资料、境外检验机构检验报告、境外有关机构注册登记的资料等。

对于国外企业首次开发并进口国内的游乐设施，或国内首次使用的国外产品，申请单位应提供境外权威检验机构设计审查报告。

（二）设计单位应确保上述资料满足下列要求：

1、设计单位完成全部设计工作。

设计单位应确保提交鉴定的设计技术资料齐全完整，所有的设计文件资料均应有设计（编制）人员签字，本单位现行质量体系设计责任人员审核签字和技术负责人的正式批准签字。

由于图纸数量较多，是否需要设计单位技术负责人签字批准全部图纸，根据设计单位设计工作量多少、繁忙与否等具体情况，由质量体系文件对此予以明确规定，并严格按照质量体系文件执行，但技术负责人的批准不能仅仅批准总图。

如果质量体系文件规定技术负责人批准签字主要图纸（如总图和主要受力部件图），并不意味允许技术负责人不对游乐设施设计的各分项工作最终整合把关，不能解除技术负责人对设计质量，尤其安全质量的总体责任。

2、设计单位应确保设计资料的齐全完整性、有效性（各类签字手续齐全，审核审批人员为本单位现行质量管理体系设计责任人员和技术负责人），设计相关责任人员（设计、审核、批准人员）应确保设计计算与分析项目与内容的全面完整性、正确性、真实性、安全可靠性、合规性（合乎标准与特种设备安全技术规范），并兼顾制造可实现性、产品的可检验维护性、事故可救援性。

设计批准人员还应督促设计和审核人员确保设计文件资料之间的一致性和封闭性，设计资料之间不应存在矛盾冲突或空白遗漏之处。

3、采用国际单位制。

4、技术参数量纲应按照下列要求填写：

（1）高度、直径等设备结构尺寸，一律采用m表示；

（2）所有运动速度参数单位一律采用m/s，对于旋转类设备，其圆周速度在m/s后加括号注明rpm，对于较快的滑行类设备，其滑行速度在m/s后加括号注明km/h；

（3）凡有公转与自传的，分别标出公转、自转回转直径和速度，只有对需要用半径来标注的特殊情况，才可以用半径表示；

（4）“乘载人数”应填写设备允许乘载的总人数和每个载客装置的乘载人数，并注明成人或儿童；

（5）电机驱动的，应具体标出直流驱动还是交流驱动，多台还是单台驱动。

传动方式要注明机械传动、气压传动、液压传动或摩擦传动等。

四、设计计算书要求与应包含内容

（一）一般性要求

1、设备运动与受力分析、运动学与动力学计算等，应完整正确，符合设备运动规律。

2、载荷分析与计算（动载、静载、地震、风载、雪载、载荷组合，温差及各种载荷组合对设备强度、刚度、稳定性的影响等）。

3、设计输入应齐全、完整、准确；边界条件确定无误并给出解释说明，包括荷载所考虑的冲击系数及荷载组合中所采用的分项系数、组合系数等，风载的确定时的基本风压及计算风荷载标准值时所采用的各项系数的选取说明，分析时所考虑的风向的选取说明；抗震分析时的抗震设防烈度、采用的基本加速度值、地震环境特征周期等选取说明，分析时所考虑的地震方向的选取说明；雪载分析时的基本雪压和确定雪荷载标准值时屋面积雪分布系数的选取说明，以及摩擦系数、焊缝削弱系数、应力集中系数等。

4、各类设计计算或校核项目齐全完整，采用的公式与计算方法正确，设计计算过程清晰（必要时注明公式或方法的参考文献）；

5、设计输出齐全正确并符合标准法规要求。

凡应进行强度、疲劳分析、刚度、稳定性计算、防倾覆和防止侧滑计算，以及局部应力集中情况分析计算的，均应进行相应计算，其计算应结果符合GB8408标准规定。

6、对重要产品或重要新产品，应采用有关设计计算软件对整体受力情况与运动状态，以及关键结点（部件、部位等）受力情况进行详细计算分析，提供有限元法计算的受力部件（部位）的图号、名称、结构图，给出具体结构到有限元模型的建模思路，包括材料模型（弹性模量、泊松比、强度极限等）、载荷模型（力、约束等边界条件的施加方式、大小及来历，风载、雪载、地震等环境载荷的选取）的简化，单元类型的选取等，分析结果合理性、合规性的描述和论证。

当这些重要产品、重要新产品或某些关键复杂受力部件采用某种设计软件计算后仍存在疑虑或不确定性时，设计人员应采用不同计算方式（不同软件或手工）重新进行计算或验算校核。

7、对运动型式特别复杂的游乐设施，运动状态和受力情况宜采用虚拟样机（如ADAMS）的手段进行模拟分析。

8、当产品有其特殊性时，根据产品的实际情况，本着“审慎保守”原则，适当增加设计计算或校核项目。

9、应通过比较各种尺寸变化的受力情况对比计算分析结果，给出重要零件、部件和游乐设施整机的重要几何尺寸的最大允许偏差值。

10、应在设计计算书和图纸上给出整机和部件重量，尤其运动部件（受力结构与机械部件）。

（二）整机相关信息

1、产品安全技术参数

产品技术参数应齐全完整，应能准确描述设备状况、运行情况和限定的使用条件，主要安全技术参数的计算，如运动参数计算（速度、角速度、加速度、角加速度等）、设备主要几何参数计算（如抗弯模量等、主要部件的质心、转动惯量等）等应符合相关法规标准规定，满足安全使用要求。

确定设备高度时，如果在设计时考虑加装固定连接的金属装饰物或其他装饰物，应计算此类物体加上之后的高度，风载对设备的侧向力影响，以及对设备基础、本体受力情况的影响等。

2、涉及整机的相关计算

凡需要进行设备整体刚度、稳定性计算的，以及无基础设备整机防倾覆和防止侧滑计算的，均应进行有效分析与计算，计算结果应满足相应法规标准或设计大纲（方案）要求。

3、整机使用寿命和主要受力部件使用寿命计算或分析论证。

设计使用寿命应当通过严谨的设计分析和计算确定。

游乐设施整机和部件使用寿命的确定应符合GB8408和特种设备相关安全技术规范规定，使用寿命少于标准法规规定的，应在设计文件中予以充分论述与说明。

用于腐蚀环境的游乐设施，还应根据腐蚀情况选择特定防腐材料，或根据腐蚀速率确定游乐设施整机和受力部件的使用寿命；对于承受交变载荷的主要受力部件，应通过疲劳分析确定。

4、基础接口条件（各柱点的拉压和弯矩、坐标等）与基础承载力分析与计算。

5、设备使用环境条件（温湿度、海拔高度、风雪等）规定。

对于移动式游乐设施使用环境条件，如果没有特殊规定，应按游乐设施可能到达的最恶劣环境条件考虑。

6、必要安装（吊装）方案的安全性计算（如大型观览车等）。

（三）受力部件（系统）

1、设计计算书中，需要进行受力分析与计算的包括但不限于下列受力结构与受力机械件（系统）：

（1）