ГОСТ 33807-2016. Межгосударственный стандарт. Безопасность аттракционов. Общие требования

5.4. Принципы расчета конструкций (разных видов) и их узлов

5.4.1 Общие положения

Общие принципы расчета конструкции - в соответствии с [5], раздел 7. Принципы расчета конструкции аттракционов отдельных видов приведены в приложении Г.

5.4.2 Принципы расчета аттракционов разного вида

5.4.2.1 Условия расчетов аттракционов вращающегося типа - в соответствии с [5], раздел 7.

5.4.2.2 Принципы проектирования и расчета пассажирских модулей

Прочность и размеры сидений и кабин аттракционов определяют с учетом действия результирующих сил, создаваемых всеми приложенными нагрузками, связями и условиями движения. Сиденья, закрепляемые с помощью пальцевых, болтовых и иных соединений, должны быть надежно закреплены с учетом резервирования. Крепления сидений на консолях также должны быть спроектированы с учетом указанных выше сил.

Устройства фиксации, подлокотники, спинки, ремни безопасности, цепи, тросы и соответствующие запорные устройства должны быть в состоянии выдерживать нагрузки от пассажиров с учетом действующих динамических нагрузок.

Устройства фиксации должны исключать возможность их открывания самим зафиксированным пассажиром, а также другими пассажирами аттракциона.

5.4.2.3 Карусели с несколькими видами движения необходимо рассчитывать с учетом всех сил, возникающих при вращении (центробежных, кориолисовых, гироскопических, торможения, удара и др.). Примеры определения таких нагрузок и расчетов приведены в [5], приложение В, подраздел В.1.2.

5.4.3 Принципы проектирования и расчета рельсового пути и опорного каркаса катальных гор с тележками на рельсах приведены в [5], приложение В, раздел В.2.

5.4.3.1 Тележки на рельсах и направляющих

Все силы, возникающие в шасси и других частях конструкции тележки аттракциона (от места возникновения вплоть до узлов опирания), должны быть учтены в расчетах. Например, у тележек с одной поворачивающейся и одной неподвижной осью моменты от поперечных сил, приложенные выше поворачивающейся оси тележки, могут восприниматься только жесткой (закрепленной) осью.

Силы, действующие в поперечном направлении относительно тележки, например, могут компенсироваться только через колеса, катящиеся сбоку по рельсовому пути.

Если ходовые колеса спроектированы так, что не компенсируют боковые силы, то эти силы должны компенсироваться специальными боковыми роликами.

Тележки должны быть оборудованы устройствами для предотвращения отрыва и схода с рельсов. Защищающие от схода и отрыва устройства (ролики или захваты) должны быть спроектированы с учетом реально действующих на них сил. Но в любом случае при расчетах значение сил отрыва должно быть не менее 50% массы полностью загруженной тележки, даже если отрыва не происходит.

Скорость, ускорения и силы для центра масс тележек могут быть определены по формулам, приведенным в [5], приложение В, раздел В.2. В случае нескольких тележек, соединенных между собой, необходимо также определять ускорения на крайних тележках.

5.4.3.2 Противооткатные устройства (антискаты)

Аттракционы, на которых пассажирские модули (тележки) или поезда перемещаются вверх по наклонной плоскости с помощью цепей, канатов, фрикционных колес или самостоятельно, должны быть снабжены защитными устройствами или автоматическими тормозами для предотвращения скатывания назад.

Если на отрезке пути, расположенном между верхним концом подъемника и вокзалом или тормозом, расположенным перед вокзалом, предполагается размещать одновременно несколько тележек или поездов, то участки подъема оснащают устройствами, предохраняющими от скатывания. Однако если для тележки или поезда предполагается движение назад по трассе или мимо вокзала, то противооткатные устройства на участке подъема допускается не устанавливать.

Если на трассе с несколькими одновременно находящимися на ней тележками или поездами участки подъема оснащены системой блокировки с автоматически управляемыми тормозами, то иные противооткатные устройства допускается не устанавливать.

Высота подъема центра тяжести поезда H до противооткатного устройства или скорость v, которую может набрать пассажирский модуль во время скатывания назад, не должны превышать некоторых предельных значений: должно быть соблюдено по крайней мере одно из следующих условий: H <= 7 м, v <= 42 км/ч - для участка скатывания без поперечного наклона рельса; H <= 5 м, v <= 35 км/ч - для скатывания по кривой большого радиуса при поперечном наклоне рельса до 20°; H <= 3,5 м, v <= 30 км/ч - для участка скатывания при поперечном наклоне рельса более 20°.

Должны быть учтены обе величины H и v, поскольку H - это высота подъема центра тяжести поезда, которая может не совпадать с высотой подъема самого поезда.

Если согласно проекту в любой момент времени на трассе находится только одна тележка или один поезд, то участки подъема после ровных участков допускается не оборудовать противооткатными устройствами.

Противооткатные устройства не требуется проверять на усталостную прочность. Если при остановке тележка ударяется о противооткатное устройство, то при расчете его размеров должен быть учтен ударный коэффициент . Значение этого коэффициента должно быть принято равным не менее половины высоты скатывания h, см, и в любом случае должно быть не менее 2,0.

Должны быть выполнены оба указанных выше условия:

 

, где h выражают в сантиметрах, (1)

 

. (2)

 

При расчете установки только одного противооткатного устройства без резервирования для одного пассажирского модуля допускается рассчитывать его по следующей формуле:

 

, (3)

 

где - общее смещение центра масс вдоль уклона;

- угол наклона (см. рисунок 1).

Схема, поясняющая определение ударного коэффициента для противооткатного устройства, представлена на рисунке 1.

 

 

Рисунок 1 - Схема, поясняющая определение ударного

коэффициента для противооткатного устройства

 

5.4.4 Прочие железные дороги с тележками на рельсах

5.4.4.1 Обычные железные дороги (детские железные дороги, дороги в "домах ужаса" и подобных аттракционах как с обычными, так и с подвесными пассажирскими модулями)

Требования в отношении определения размеров и эксплуатационной безопасности обычных железных дорог должны максимально соответствовать 5.4.3.

Если опоры и балки пути являются неотъемлемой частью конструкции крыши, то во время проектирования необходимо учитывать циклическое нагружение, вызванное вибрацией.

5.4.4.2 Катальные горы с подвесными пассажирскими модулями

Должен быть выполнен расчет динамического поведения рельсовых дорог с подвесными тележками, имеющими одну или более степеней свободы раскачивания или вращения.

Для подвесных пассажирских модулей должны быть предусмотрены свободные пространства, соответствующие амплитуде свободного раскачивания, плюс дополнительный зазор в добавление к зазору между пассажирскими модулями на рельсах, согласно 5.8.6.

Дополнительный зазор должен составлять не менее 20% расчетного угла размаха с минимальным значением 10°. При расчете угла размаха следует учитывать характер колебания. Ускорения, возникающие при колебаниях пассажирского модуля, необходимо учитывать при расчете тележек, рельсов и опор.

Если предусмотрены амортизаторы боковых колебаний подвесных пассажирских модулей и если зазор недостаточен для недемпфированного колебания, то необходимо предусмотреть ограничения раскачивания. Это могут быть дополнительные амортизаторы специальной конструкции.

В начале участков траектории, где движение подвесных пассажирских модулей является регулируемым (например, в местах пересадки пассажиров), должны быть предусмотрены соответствующие направляющие средства, которые способны стабилизировать пассажирские модули при по крайней мере двойном расчетном угле раскачивания и насколько возможно плавно в соответствии со скоростью движения направлять их.

Фиксирование подвесных пассажирских модулей для пересадки пассажиров может быть заменено другими средствами (например, подходящими амортизаторами) только при условии, что пассажиры не подвергаются опасности и не испытывают неудобств от использования других средств.

5.4.5 Трибуны

Трибуны аттракционов подвергают обычной проверке предельных состояний согласно 5.1.4. Особое внимание необходимо уделять защите от опрокидывания, если над трибунами сооружена крыша или установлены флаги или транспаранты.