Фундамент для колеса обозрения

Обновлено: 26.04.2024

4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Введение

Настоящий стандарт разработан с целью нормативного обеспечения безопасности посетителей и обслуживающего персонала аттракционов и других устройств для развлечений на стадии проектирования стальных конструкций аттракционов.

Настоящий стандарт является стандартом типа С по ГОСТ ЕН 1070.

1. Область применения

Настоящий стандарт устанавливает правила проектирования стальных конструкций механизированных аттракционов, обеспечивающие снижение до необходимого уровня риска основных значительных механических опасностей: пластического и усталостного разрушений, потери устойчивости формы и положения, достижения предельных прогибов и перемещений. Стандарт распространяется на стальные конструкции каруселей, колес обозрения, катальных гор, вращающихся платформ и др. (далее - конструкции), используемых для постоянного и временного, в том числе повторного, применения, эксплуатируемых при температуре наружного воздуха не более плюс 50°С и не менее минус 20°С.

Настоящий стандарт не распространяется на конструкции аттракционов, которые изготовлены до введения его в действие.

2. Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения

ГОСТ 380-94 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки

ГОСТ 535-88 Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия

ГОСТ 1050-88 Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали. Общие технические условия

ГОСТ ЕН 1070-2003 Безопасность оборудования. Термины и определения

ГОСТ 1759.0-87 Болты, винты, шпильки и гайки. Технические условия

ГОСТ 1759.1-82 Болты, винты, шпильки, гайки и шурупы. Допуски. Методы контроля размеров и отклонений формы и расположения поверхностей

ГОСТ 2246-70 Проволока стальная сварочная. Технические условия

ГОСТ 3241-91 (ИСО 3108 - 74) Канаты стальные. Технические условия

ГОСТ 4543-71 Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия

ГОСТ 5264-80 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры

ГОСТ 8050-85 Двуокись углерода газообразная и жидкая. Технические условия

ГОСТ 8713-79 Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры

ГОСТ 8731-74 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Технические требования

ГОСТ 9087-81 Флюсы сварочные плавленые. Технические условия

ГОСТ 9467-75 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей. Типы

ГОСТ 10157-79 Аргон газообразный и жидкий. Технические условия

ГОСТ 10705-80 Трубы стальные электросварные. Технические условия

ГОСТ 11533-75 Автоматическая и полуавтоматическая дуговая сварка под флюсом. Соединения сварные под острыми и тупыми углами. Основные типы, конструктивные элементы и размеры

ГОСТ 11534-75 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные под острыми и тупыми углами. Основные типы, конструктивные элементы и размеры

ГОСТ ИСО/ТО 12100-2-2002 Безопасность оборудования. Основные понятия, общие принципы конструирования. Часть 2. Технические правила и технические требования

ГОСТ 14637-89 (ИСО 4995-78) Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества. Технические условия

ГОСТ 14771-76 Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры

ГОСТ 14776-79 Дуговая сварка. Соединения сварные точечные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры

ГОСТ 18123-82 Шайбы. Общие технические условия

ГОСТ 19281-89 Прокат из стали повышенной прочности. Общие технические условия

ГОСТ 22356-77 Болты и гайки высокопрочные и шайбы. Общие технические условия

ГОСТ 22727-88 Прокат листовой. Методы ультразвукового контроля

ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация

ГОСТ 27751-88 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету

ГОСТ 28870-90 Сталь. Методы испытания на растяжение толстолистового проката в направлении толщины

ГОСТ 30441-97 (ИСО 3076 - 84) Цепи короткозвенные грузоподъемные некалиброванные класса прочности Т(8). Технические условия

СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия

СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений

СНиП II -7-81* Строительство в сейсмических районах

СНиП II -23-81* Стальные конструкции

3. Определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ ЕН 1070.

4. Общие положения

4.1. Общие требования безопасности к оборудованию (конструкциям) - по ГОСТ ИСО/ТО 12100-2.

4.2. Конструкции должны обеспечивать безопасную сборку, монтаж, наладку, эксплуатацию и демонтаж аттракционов (то есть без разрушения или появления недопустимых деформаций), сохранять свои технические характеристики при многократном монтаже и демонтаже (при их необходимости), обладать достаточной живучестью.

Спроектированные конструкции должны быть технологичными в отношении сборки и демонтажа, при необходимости должны быть пригодными для регулирования геометрических размеров, которые обеспечивают безопасность эксплуатации аттракционов.

Конструкции должны проектироваться таким образом, чтобы в них не возникали остаточные деформации при безаварийной эксплуатации аттракционов.

4.3. К значительным механическим опасностям, рассматриваемым в настоящем стандарте, относятся следующие основные предельные состояния, опасность достижения которых предупреждается путем расчета по методу предельных состояний: пластические разрушения, усталостные разрушения, потеря устойчивости формы, потеря устойчивости положения (первая группа предельных состояний), достижение предельных прогибов и перемещений (вторая группа предельных состояний).

Общие принципы обеспечения надежности строительных конструкций при расчете по методу предельных состояний - по ГОСТ 27751.

4.4. При расчете конструкций необходимо различать следующие виды внешних нагрузок:

статическая (или квазистатическая) - возникает от массы конструкций, стационарного оборудования, людей на площадках, лестницах, проходах, а также веса движущихся частей аттракционов с людьми при скорости их движения до 3 м/с;

переменная (в том числе знакопеременная) - возникает от массы движущихся частей аттракциона;

динамическая - возникает от виброактивного оборудования, неуравновешенных движущихся частей механизмов (в том числе возможного дебаланса вращающихся частей) при работе подъемников;

ударная (в том числе аварийная) - возникает при резкой остановке движущихся частей аттракциона, а также при прохождении колес транспортных средств через стыки и неровности пути.

4.5. Основная цель расчета - не допустить с определенной обеспеченностью наступления предельных состояний первой группы (см. 4.3) или перехода за предельные состояния второй группы в течение всего срока эксплуатации аттракционов, а также в процессе их монтажа и демонтажа.

4.6. Расчетные модели конструкций (в том числе расчетные схемы, основные исходные данные для расчета) должны отражать реалистичные условия работы аттракционов. При этом необходимо учитывать напряженное и деформированное состояния, пространственную работу конструкций, при необходимости - геометрическую нелинейность, возможные отклонения геометрических размеров от их номинальных значений и особенности взаимодействия элементов конструкций между собой, с основанием и с движущимися частями аттракциона.

4.7. Конструктивные схемы должны обеспечивать прочность, устойчивость, жесткость и пространственную неизменяемость конструкций в целом, а также их отдельных элементов при монтаже, демонтаже и эксплуатации.

При проектировании конструкций следует предусматривать меры для исключения резонанса элементов конструкций.

4.8. Конструкции должны быть защищены от коррозии. Все конструкции должны быть доступны для наблюдения, очистки и окраски, а также не должны задерживать влагу. Замкнутые профили конструкции, как правило, должны быть герметизированы.

4.9. Материалы для конструкций и соединений следует выбирать в зависимости от условий эксплуатации, технологии изготовления, условий монтажа и демонтажа аттракциона.

4.10. Конструкции должны изготавливаться в соответствии с требованиями ГОСТ 23118.

Элементы конструкций и детали соединений, критические в отношении безопасности, должны быть доступны для проведения визуального и инструментального контроля в период эксплуатации аттракциона. Вид контроля и его периодичность необходимо указывать в конструкторской документации и затем - в эксплуатационной документации.

4.11. Основания и фундаменты опор аттракционов должны рассчитываться по несущей способности и деформативности в соответствии с СНиП 2.02.01.

Установка аттракционов на опорные плиты, свободно уложенные на грунт (бесфундаментная установка), допускается только в тех случаях, когда пучения и просадки грунта, вызванные его промерзанием, не приведут к нарушениям в работе аттракционов или отказам элементов конструкций.

При бесфундаментной установке аттракционов следует проводить периодический контроль за возможной осадкой опор.

5. Нагрузки и перемещения

5.1. Общие положения

5.1.1. Порядок учета нагрузок и воздействий в расчетах конструкций аттракционов - по СНиП 2.01.07.

5.1.2. В зависимости от продолжительности действия следует различать постоянные, временные и особые нагрузки.

К постоянным нагрузкам относится вес несущих конструкций, транспортных средств, машин, механизмов, иллюминации и оформительских элементов.

К временным нагрузкам относятся приложенные извне и воздействующие на элементы конструкции нагрузки, которые могут меняться по величине, направлению и месту приложения во время эксплуатации (гироскопические, динамические, от пассажиров, ветровая, снеговая, температурная и т.п.).

Нормативные значения постоянных и временных нагрузок обозначаются символами G_k и P_ki соответственно.

К особым нагрузкам следует относить сейсмические воздействия, нагрузки от столкновений (если столкновение не является элементом развлечения), нагрузки, вызываемые неисправностью или поломкой оборудования.

5.2. Вес конструкций

5.2.1. Вес конструкций, транспортных средств, машин, механизмов, электрооборудования, иллюминации и т.п. следует рассчитывать на основании стандартов, конструкторской документации и паспортных данных заводов-изготовителей.

5.3. Нагрузки от посетителей

5.3.1. При проектировании конструкций аттракционов, включая места для размещения пассажиров, необходимо принимать следующие значения нормативных нагрузок:

- на каждого посетителя старше 10 лет: 0,75 кН - для всех расчетов на усталость и расчетов на статические нагрузки в аттракционах, предназначенных для двух и более пассажиров, 1,0 кН - для расчетов на статические нагрузки в аттракционах, предназначенных для одного пассажира;

- на каждого посетителя возрастом 10 лет и менее: 0,5 кН - для расчетов во всех случаях. При определении расчетной нагрузки от посетителей коэффициент надежности по нагрузке составляет γ _{f Р} = 1,35.

5.3.2. При проектировании площадок, настилов, лестниц и т.п. на аттракционах и в помещениях значения нормативных нагрузок от посетителей следует принимать в соответствии с таблицей 1 .

5.3.3 Для обеспечения требуемой продольной и поперечной жесткости трибун и аналогичных сооружений с посадочными или стоячими местами помимо ветровой нагрузки в расчетах необходимо учитывать горизонтальную нагрузку, действующую на уровне пола в неблагоприятном направлении. Значение такой горизонтальной нагрузки должно составлять 0,1 значения вертикальной нагрузки в соответствии с 5.3.2.

5.4. Нагрузки от движущихся частей

5.4.1. Нормативные нагрузки, действующие на конструкции при перемещении движущихся частей аттракционов, зависят от вида используемого привода (двигатель постоянного тока, трехфазный двигатель переменного тока, гидравлический привод и т.п.). В общем виде пусковые и тормозящие силы рассчитывают по фактическим характеристикам ускорения и торможения привода по формуле:

В = а _b ( m_V + т _P ),

где В - сила пуска/торможения;

а _b - ускорение пуска/торможения;

т _V - масса движущихся частей;

т _P - масса пассажиров.

В случае кругового движения в формулу (1) вводят соответствующие параметры. Необходимо также учитывать ударный коэффициент φ₁ по 5.9.1 .

Если скорость движения не превышает 3 м/с, для определения силы В допускается значение а _b = 0,7 м/с 2 , если не требуется более точная оценка.

Значения нормативных нагрузок от посетителей на площадки, настилы, лестницы и др. элементы зрелищных и развлекательных объектов

Элементы конструкций и условия эксплуатации

Нормативное значение нагрузки

Вертикальные нагрузки р _k

1. Настилы, лестницы, площадки, трапы и т.п. в общедоступных зонах

2. То же, но для сосредоточенной нагрузки от каблука в предположении, что в радиусе 30 см от места приложения этой нагрузки никакой другой нагрузки нет

3. То же, что в пункте 1 настоящей таблицы, но если ожидается большой наплыв посетителей

4. То же, что в пункте 1 настоящей таблицы, но для зон, недоступных для посетителей

1,5 кН/м 2 или 1,5 кН/м

5. Лестницы (нагрузка, альтернативная пунктам 1 и 3 настоящей таблицы, - выбирают наименее благоприятный вариант)

1 кН на одну ступеньку

6. Сиденья и полы между фиксированными рядами сидений (нагрузка, альтернативная пункту 1, - выбирают наименее благоприятный вариант)

Горизонтальные нагрузки q_k

7. Ограждения, перила, стеновые панели и т.п.:

- при ограждении настилов, рассчитанных на нагрузку по пункту 1 настоящей таблицы

0,5 кН/м - на высоте перил,

0,1 кН/м - на промежуточной высоте перил

- при ограждении настилов, рассчитанных на нагрузку по пункту 3 настоящей таблицы

1,0 кН/м - на высоте перил,

0,15 кН/м - на промежуточной высоте перил

- при ограждении настилов, рассчитанных на нагрузку по пункту 4 настоящей таблицы

0,3 кН/м - на высоте перил,

0,1 кН/м - на промежуточной высоте перил

Примечание - Для стеновых панелей при отсутствии специальных перил значения нагрузок, указанные в пункте 7 настоящей таблицы, необходимо прикладывать на высоте перил, но не выше 1,2 м.

5.4.2. Нагрузки от ударов движущихся частей следует рассматривать как временные, если они возникают от столкновений, которые являются элементом развлечения (например, сталкивающиеся автомобили).

Нормативное значение эквивалентной статической нагрузки F , Н, передающейся на конструкцию при ударе движущихся частей аттракциона об упоры, допускается определять по формуле:

где v - разность скоростей между движущейся частью аттракциона и упорным устройством в момент удара, м/с;

m_v - масса движущейся части аттракциона, кг;

j - податливость вдоль направления удара упорных устройств, передающих удар от движущейся части аттракциона на конструкцию, м/Н.

5.5. Ветровые нагрузки

5.5.1. Ветровые нагрузки P_kw , действующие на аттракционы, рассчитывают по формуле:

где w_m - средняя составляющая ветровой нагрузки;

w_g - пульсационная составляющая ветровой нагрузки.

При проектировании сплошностенчатых высоких и протяженных аттракционов, размеры которых удовлетворяют условию:

l / d > 10,

где l - длина или высота сооружения;

d - характерный размер поперечного сечения,

необходимо, кроме того, проводить их поверочный расчет на резонансное вихревое возбуждение и учитывать возможность появления в них аэродинамически неустойчивых колебаний типа галопирования.

5.5.2. Среднюю составляющую ветровой нагрузки w_m рассчитывают по формуле:

w_m = w _0. _P · kz ( z ) · с ,

где w ₀ _P - расчетное давление ветра, кПа;

k_z ( z ) - коэффициент, учитывающий изменение среднего давления ветра по высоте (где z - высота над поверхностью земли, м);

с - аэродинамический коэффициент давления, лобового сопротивления или силы трения.

5.5.3. Расчетное давление ветра w _0. _P рассчитывают по формуле:

w_0.P = w₀· γ fw

где w ₀ - нормативное давление ветра (см. СНиП 2.01.07);

γ _fw - коэффициент надежности по ветровой нагрузке; γ _fw = 1,4.

Примечание - Расчетное давление ветра w _0. _P в ф ормуле (6) соответствует 50-летнему периоду повторяемости скорости ветра.

где V_o - скорость ветра на высоте 10 м над местностью типа А, м/с (см. 5.5.5), определенная с 10-минутным осреднением и с 5-летним периодом повторяемости.

5.5.4. Коэффициент k_z ( z ), учитывающий изменение среднего давления ветра по высоте z , рассчитывают по формуле:

где z - высота над поверхностью земли, м;

k_τ (10), α _t - параметры, значения которых приведены в таблице 2.

Значения параметров k_τ (10) и α _t , используемых в формуле (8)

Для того, чтобы выровнять осадки сооружения, возводимого на основании с неравномерной сжимаемостью грунтов, необходимы жесткие фундаменты. Тонкие плиты изгибаются, следуя за осадками, а толстые имеют большой собственный вес. Исследования в области «оребрения» плит показывают путь создания эффективных конструкций. Однако, для устройства направленных вверх ребер необходима опалубка. Такие ребра затрудняют использование объема помещений. В глинистых грунтах, способных удерживать вертикальные стенки траншей эффективнее устраивать плиты с ребрами, обращенными вниз. Система таких ребер, объединенных сравнительно тонкой плитой, позволит получить плитный фундамент, жесткость которого будет регулироваться с учетом распределения нагрузок и податливости основания, частотой и конфигурацией ребер. Для многих сооружений неравномерность деформаций основания вызывается характером нагрузки и ее распределением.

Так, для колеса обозрения диаметром 75м, которое возведено в г.Геленджике Краснодарского края, безусловно, наиболее существенной нагрузкой является ветровая.

В этом случае к фундаменту предъявляются чрезвычайно жесткие требования по 1 и 2 группам предельных состояний. Конструкция фундамента должна компенсировать неравномерные деформации основания при действии ветровой нагрузки, препятствовать возникновению крена, а также удовлетворять необходимым условиям по прочности и трещиностойкости.

Основанием фундамента служит грунт ИГЭ-3 - коренные выветрелые и славовыветрелые породы, представленные ритмичным чередованием крепких толстоплитчатых мергелей с глинистыми мергелями и тонкими прослоями песчаников.

В связи с этим для определения оптимальной конструкции фундамента был проведен ряд численных экспериментов, на основании которых была предложена конструктивная схема фундамента в виде плиты с ребрами жесткости, устроенными вниз на максимально возможную глубину =~ 2м. Были определены оптимальный шаг, толщина и конфигурация ребер.

Предложенная схема оказалась более рациональной по сравнению с предварительно выбранными массивными фундаментными плитами большой толщины. Устройство ребер жесткости позволило выполнить требования предельных состояний для всех элементов конструкции.

В итоге фундамент был запроектирован в виде сплошной плиты толщиной 600 мм из бетона класса В25 с продольными и поперечными монолитными ребрами толщиной 1000 мм и 800 мм соответственно (Рис 1).

Рис. 1. Схема фундамента колеса обозрения в виде плиты с устроенными вниз ребрами жесткости

Результаты проведенных расчетов для предложенной конструктивной схемы фундамента позволили определить армирование в продольных и поперечных ребрах жесткости, а также в фундаментной плите. На Рис.2 показаны этапы возведения сооружения.

Рис.2. Колесо обозрения D = 75м в г. Геленджике Краснодарского края а) Этап возведения фундамента; б) этап монтажа конструкций колеса

Александр Лущиков

Подготовка работ

Прежде чем приступить к работе над колесом, мы выезжаем на местность с квадрокоптером и поднимаем его на все уровни будущего аттракциона. Потом рекомендуем заказчику тот диапазон высот, который был бы оптимален. Чем выше колесо, тем оно дороже. И часто строить высокое не имеет смысла: после 30 метров вид не меняется. Но такое колесо в итоге не окупится и через 20 лет. Если уж хочется, то заказчику выгоднее будет поставить два колеса одинаковой высоты.

Колесо обозрения в Иркутске, построенное по проекту «Русских аттракционных систем» Источник: Angarsk38

Мы строим аттракционы для разных сейсмических и ветровых зон, каждое проектируем с запасом прочности. Например, сейчас разрабатываем колеса для Кавказа и Дальнего Востока. Оба региона сейсмоопасные, это четвертая ветровая зона. Нет смысла проектировать аттракцион с низким запасом прочности. Но в то же время наша конструкция может быть установлена в любом регионе. Просто, например, для Красноярска оно будет еще прочнее. Поэтому новые колеса не приходится проектировать с нуля.

Ветровая нагрузка — это длительное воздействие ветра на конструкции, определяется максимальной скоростью ветра за выбранный период времени. Всего в России насчитывается восемь ветровых районов.

Заранее я определяю форму конструкций. В зависимости от высоты колеса меняются лишь пропорции, но геометрически модель остается прежней. Те же углы, тот же набор узлов. При этом я могу до сантиметра рассчитать размер площадки. Передаю эти цифры заказчику, и если его все устраивает, то начинаю проектировать колесо обозрения.

Создание электронной модели

Работа над моделью начинается с эскиза. Мой любимый инструмент в КОМПАС-3D – это «фрагмент». В одном фрагменте я рисую сотни вариантов узлов, так что у меня это бесконечный лист. Там же я отмечаю направляющие временными линиями, которые делят работу на этапы, и начинаю проектирование сверху-вниз. В первую очередь отрисовываю общий вид, затем прорабатываю узлы.

Модель колеса

Использую только КОМПАС, сейчас версию v18.1. Знаю, что некоторые применяют одновременно две системы проектирования: с одного монитора работают над 3D-моделью в зарубежной программе, на другом открыт КОМПАС для оформления чертежей. Но на мой взгляд, это напротив совсем неудобно. Пользуюсь приложениями для КОМПАС, у нас установлен полный комплект для машиностроения.

Я учился работать в КОМПАСе самостоятельно, еще в одной из первых трехмерных версий, тогда даже не было никаких видеоуроков. И сейчас для меня он остается наиболее понятной системой, с которой я быстро решаю свои конструкторские задачи.

Меньше всего в проектировании мне нравится этап оформления чертежей по ЕСКД, гораздо проще подготовить модель. Сейчас такой работой занимается второй конструктор. Предварительно я даю ему пояснения по сварным швам или, например, по болтам, которые необходимо будет установить.

В среднем на создание проекта колеса уходит около месяца. У меня был опыт и двухнедельной работы над 3D-моделью, но больше его повторять не хочется: я тогда просто не спал.

Расчеты: от ветровых нагрузок до обледенения

Расчетные работы мы передаем нашим партнерам в НТЦ «АПМ». Используя приложение APM FEM для КОМПАС-3D, я могу проверить только какой-либо конечный элемент, рассчитать узел или болтовое соединение, но полностью колесо нужно рассчитывать в динамике. Поэтому мы передаем модель в формате КОМПАС-3D, и уже в НТЦ «АПМ» ее переносят в расчетную программу на суперкомпьютере. Там проверяются и сейсмика, и ветровые нагрузки, и обледенение — все одновременно. Плюс накладывается нагрузка от пассажиров. Все это учитывается в комплексе, и по каждому аттракциону составляется отчет на 500 страниц, который называется «Проверочный расчет несущей конструкции и обоснование безопасности». Работа над таким отчетом занимает еще около месяца.

Производство и сборка

Самый продолжительный процесс в работе над колесом обозрения — это производство, оно занимает до девяти месяцев, даже несмотря на то, что аттракцион по большей части состоит из повторяющихся элементов.

Качество работ постоянно инспектируется, от этого никто не увиливает по понятным причинам. Электрику проверяют приглашенные специалисты. После сварки мы передаем металлоконструкции на проверку сварных швов в лабораторию или применяем неразрушающий контроль.

Еще около трех месяцев уходит на монтаж, включая перевозку колеса к месту установки. Доставка обычно организована параллельно с монтажом: последнее колесо привозили по очереди на площадку 24 фуры.

Колесо обозрения в Иваново, построенное по проекту «Русских аттракционных систем»

Монтаж выглядит следующим образом. Сначала в горизонтальный уровень устанавливаются основания и опоры, затем фиксируется центральный вал — самая тяжелая часть аттракциона. Одну за другой к нему начинают крепить спицы и проворачивают колесо. Один кран держит спицы так, чтобы центральный вал стоял неподвижно, другой подает спицу, ее устанавливают, монтируют перемычки и переходят к установке следующей. Так постепенно «собирают» круг. Получается, что один кран держит колесо, с другого идет работа над спицами. В сборке колеса в среднем задействованы пять человек.

Как правило, колеса обозрения устанавливает отдельная компания. Собственной монтажной бригады у нас нет: мы производим 2-3 колеса в год, иногда их монтаж пересекается по срокам, поэтому иметь собственную монтажную команду нам нецелесообразно. Но за установкой всегда следит один представитель от завода, обеспечивая шеф-монтаж, а также помогают заказчики.

Новый проект: колесо обозрения в Красноярске

В мае этого года в Красноярске открылось новое колесо обозрения, построенное по нашему проекту.

кабинки: 24 шт., включая 2 vip-кабинки и одну для маломобильных посетителей

вместимость кабинок : 6 человек и 4 в vip-кабинках

время одного оборота: 11 минут

Самая любопытная часть в этом колесе — его опоры. Подобные, такой сложной конфигурации как у нас, никто не делал. Обычно их основания расположены по периметру прямоугольника, жестко связаны между собой и не имеют возможности двигаться относительно друг друга. Наши опоры в этом колесе практически не связаны, их перемычка находится очень высоко. Кроме того, они геометрически составляют другую фигуру, проходят по касательной к радиусу. Опоры рассчитаны и установлены так, чтобы точка переворота была одинаково отделена от центра, куда бы ни дул ветер. Для ветровой устойчивости это самая оптимальная конструкция.

На создание таких опор нас вдохновила швейцарская компания, которой при строительстве горной канатной дороги потребовалось оборудование для доставки материалов на высоту. Тогда была сооружена временная канатная дорога с подобными быстро возводимыми, но устойчивыми опорами.

Наши колеса легче многих других на 30-40%. Мне, как конструктору, принять это было поначалу тяжело. Любой инженер будет закладывать больший запас прочности, никогда он не станет умышленно разрабатывать слабую конструкцию. Сразу думаешь: «Там же люди, я буду за них отвечать». И в то же время, чем больше запас прочности, тем тяжелее колесо. Мы от этого ушли как раз благодаря грамотным расчетам и оптимизации. Но честно говоря, не всегда бывает просто согласиться с расчетчиками, которые предлагают сократить толщину металла на 40% или топологически оптимизировать тот или иной узел. Тем не менее в результате при неизменной прочности колеса становятся легче, а значит, и дешевле для заказчиков.

Другая особенность заключается в том, что здесь специально усиливали склон перед установкой колеса, чтобы грунт не проседал. Были вбиты буронабивные сваи, на которые устанавливали бетонные блоки весом 22 тонны. Эти блоки не плоские, как под колесом в Иркутске, а напротив высокие. В итоге получается, что красноярское колесо на метр больше своей номинальной высоты. К тому же, оно установлено в самом высоком месте города.

Приводы у колеса сжимаются пружинами, хотя больше распространены пневмоподушки. Правда, с последними есть опасность, что подушка может лопнуть и тогда аттракцион станет неконтролируемым. Поэтому мы отказались от такого инженерного решения.

Из 24 кабинок одна рассчитана на маломобильных граждан и еще две — это vip-кабинки. Их, например, бронируют для проведения переговоров и сразу на несколько кругов. Время брони может доходить и до четырех часов. Кроме стандартной вентиляции, здесь предусмотрена система климат-контроля (пульт для нее тоже был спроектирован в КОМПАС-3D) и подогрев сидений в холодное время года.

Источник: ТВК Красноярск

Во всех кабинках установлены дверцы с разработанным нами механизмом открытия и закрытия. Они синхронизированы: одна дверь тянет за собой другую. Вроде бы механизм несложный, но, насколько я знаю, такого на колесах других производителей нет.

Как бы разные колеса обозрения ни были друг на друга похожи, полностью одинаковых не бывает. Практически все они отличаются друг от друга, даже если мы работаем над двумя колесами одновременно. Красноярское колесо похоже на иркутское, но на самом деле около 80% конструкций было переработано. Этому есть несколько причин. Во-первых, со временем изменяются стандарты. Во-вторых, обслуживая другие колеса и замечая трудности с сервисом некоторых элементов или узлов, мы затем вносим изменения в последующие конструкции.

Техническое обслуживание

Создание и эксплуатация колеса обозрения — это прежде всего вопрос безопасности его посетителей. И его обслуживание подчинено строгому расписанию.

«Рабочий день» колеса начинается с осмотра. Оно прокручивается, а технические специалисты в это время проверяют, как качаются кабинки, буквально на слух определяют, не издают ли подшипники лишних звуков и нет ли лишнего биения и вибрации. Первый круг за день — всегда без пассажиров. После экспресс-осмотра в журнал заносится запись о том, что колесо готово к работе.

Еженедельно осмотр колеса расширяется до уже более углубленного техобслуживания (ТО). На центральный вал поднимается механик и «слушает» колесо со стетоскопом. Стетоскоп у него почти такой же, как у врачей, но у нашего на конце трубочка для шумоподавления лишних звуков с улицы. Так как вся конструкция колеса едина, то, прислонив ухо к центральному валу, инженер услышит и идентифицирует все его звуки. Опытному механику не требуется слушать каждый узел по отдельности. Во время еженедельного ТО также смазываются определенные узлы и контролируется количество смазки в редукторах.

Следующий этап — ежемесячное ТО, когда более пристально проверяются болтовые соединения. После первоначальной покраски становится видно, было ли раскручивание или нет. Так что краска имеет не только декоративную, но и маркировочную функцию.

На ежеквартальном техосмотре исследуется уже больший процент болтовых соединений. Колесо запускается не на один тестовый круг, а на пять, а некоторые кабинки дополнительно загружаются. Параллельно инспектируется вся электрика. На этом ТО работают обычно три человека: механик, электрик и администратор, который следит за тем, чтобы в кабинках было чисто, не было царапин и других повреждений.

Самое масштабное — это ежегодное ТО. В каждую кабинку загружается 450 кг песка и под нагрузкой проверяется работа колеса. Мы резко его останавливаем, снова запускаем. Моделируется ситуация перегрузки, когда одна сторона кабинки загружена, а другая нет. Проверяются все узлы и приводы, подтягиваются болтовые соединения.

Законом или стандартами срок службы колеса обозрения никак не ограничен. Если следить за ним, вовремя проводить техобслуживание и ремонт, оно прослужит как можно дольше. Но обычно в паспорте отражается срок от 12 до 15 лет. На состояние аттракциона влияют не только условия эксплуатации, но и внешняя среда, та же ветровая нагрузка. К примеру, в Сочи это период может быть сокращен до 12 лет, а у нас в Красноярске наоборот продлен. Но в любом случае по истечении этого времени колесу потребуется капитальный ремонт, необходимо будет просвечивать металл — основную конструкцию и все несущие узлы, чтобы выявить, насколько коррозия повлияла на колесо. Сейчас у нас в стране есть аттракционы, которые работают бесперебойно по 35-40 лет и даже дольше. Но это только потому, что за ними постоянно следят, не допускают глубокой коррозии, своевременно подкрашивают, меняют смазку и пр.

За кульманом с шести лет

Моя работа конструктором начиналась как хобби. Дело в том, что я за кульманом с шести лет: мама работала конструктором на заводе и часто брала меня с собой. До сих пор иногда пользуюсь кульманом, например для оформления скетчей. Когда требуется красивая визуализация сложных объектов, сначала я оформляю ее на бумаге, представляю, как изделие будет выглядеть в объеме, а затем в САПР вставляю сканированный скетч и продолжаю работать с ним в цифровом формате.

Я уверен, что конструктором может быть только человек, который искренне любит свое дело, другие в профессии не задерживаются. Но, когда мне предложили взяться за проектирование колеса обозрения, первой реакцией был категорический отказ. «Это люди, ответственность! Если сделаю что-то неправильно, буду потом отвечать». И долго себя убеждал, что могу взяться за эту работу. А после запуска первого колеса в Новосибирске еще неделю не мог спокойно спать, переживал. Но это было уже 10 лет назад, сейчас такого страха нет. Остается только моя, парадоксальная для конструктора колес обозрения, боязнь высоты.

Результаты расчетов и проект фундаментов получил положительное заключение ГУП «Московская государственная экспертиза».

Группа специалистов (НИИЖБ им А.А. Гвоздева) спроектировали и рассчитали проект фундаментов аттракциона «Солнце Москвы».

«Проектирование и расчет фундаментов колеса обозрения является сложной инженерной задачей. В первую очередь это связано со значительными горизонтальными нагрузками, действующими на фундамент колеса при так называемых «особых» воздействиях: ураганном ветре, обледенении и пр. Кроме того, опоры колеса подняты над землей, что создает дополнительные изгибающие моменты. Нашими учеными было разработано уникальное инновационное решение, впервые применяемое для сооружений подобного типа: на глубину от 15 до 22 метров будут установлены группы баретт Т-образной формы способом «стена в грунте», в свою очередь, баретты объединяются монолитными железобетонными ростверками переменного сечения общей высотой до 5 м. Использованное проектное решение позволяет исключить деформацию фундаментов опор колеса, обеспечивает требуемую прочность и надежность конструкции. Любые опасения в отношении устойчивости колеса – безосновательны. Колесо не упадет и не укатится», — рассказал главный инженер проекта Чернов Р.И.

Расчет фундаментов был выполнен в нелинейной постановке с применением самых современных расчетных комплексов и грунтовых моделей. Принятые проектные решения строго соответствуют действующим нормативным документам и обеспечивают требуемую прочность и надежность конструкции. Общий объем железобетонных конструкций фундаментов колеса обозрения составит порядка 9000 тонн, сообщили LIVE24 в пресс-службе «Солнце Москвы»

С целью обеспечения максимальной надежности проектом предусмотрено подтверждение расчетной несущей способности фундамента. Для этого на стройплощадке будут выполнены натурные испытания групп баретт на вертикальную и горизонтальную нагрузки в 1,5 раза превышающие расчетную величину. Отдельно предусматривается применение специальных регламентов выполнения строительно-монтажных работ.

В России признаны экстремистскими и запрещены организации «Национал-большевистская партия», «Свидетели Иеговы», «Армия воли народа»,«Русский общенациональный союз», «Движение против нелегальной иммиграции», «Правый сектор», УНА-УНСО, УПА, «Тризуб им. Степана Бандеры»,«Мизантропик дивижн», «Меджлис крымскотатарского народа», движение «Артподготовка», общероссийская политическая партия «Воля», АУЕ. Признаны террористическими и запрещены: «Движение Талибан», «Имарат Кавказ», «Исламское государство» (ИГ, ИГИЛ), Джебхад-ан-Нусра, «АУМ Синрике», «Братья-мусульмане», «Аль-Каида в странах исламского Магриба», Meta Platforms Inc. (руководящая организация социальных сетей Instagram и Facebook).

Организации, СМИ и физические лица, признанные в России иностранными агентами: "Голос Америки" "Idel.Реалии" "Фактограф" "Север.Реалии" Общество с ограниченной ответственностью "Радио Свободная Европа/Радио Свобода" Чешское информационное агентство "MEDIUM-ORIENT" Пономарев Лев Александрович Савицкая Людмила Алексеевна Маркелов Сергей Евгеньевич Камалягин Денис Николаевич Апахончич Дарья Александровна «Medusa Project» Общество с ограниченной ответственностью «Первое антикоррупционное СМИ» «VTimes.io» Баданин Роман Сергеевич Гликин Максим Александрович Маняхин Петр Борисович Ярош Юлия Петровна Чуракова Ольга Владимировна Железнова Мария Михайловна Лукьянова Юлия Сергеевна Маетная Елизавета Витальевна «The Insider» Рубин Михаил Аркадьевич Гройсман Софья Романовна Рождественский Илья Дмитриевич Апухтина Юлия Владимировна Постернак Алексей Евгеньевич Общество с ограниченной ответственностью Телеканал Дождь Петров Степан Юрьевич Юридическое лицо Istories fonds Шмагун Олеся Валентиновна Мароховская Алеся Алексеевна Долинина Ирина Николаевна Шлейнов Роман Юрьевич Анин Роман Александрович Великовский Дмитрий Александрович Общество с ограниченной ответственностью «Альтаир 2021» Общество с ограниченной ответственностью «Ромашки монолит» Общество с ограниченной ответственностью «Главный редактор 2021» Общество с ограниченной ответственностью «Вега 2021» Общество с ограниченной ответственностью «Важные иноагенты» Каткова Вероника Вячеславовна Карезина Инна Павловна Кузьмина Людмила Гавриловна Костылева Полина Владимировна Лютов Александр Иванович Жилкин Владимир Владимирович Жилинский Владимир Александрович Тихонов Михаил Сергеевич Пискунов Сергей Евгеньевич Ковин Виталий Сергеевич Кильтау Екатерина Викторовна Любарев Аркадий Ефимович Гурман Юрий Альбертович Грезев Александр Викторович Важенков Артем Валерьевич Иванова София Юрьевна Пигалкин Илья Валерьевич Петров Алексей Викторович Егоров Владимир Владимирович Гусев Андрей Юрьевич Смирнов Сергей Сергеевич Верзилов Петр Юрьевич Общество с ограниченной ответственностью «ЗП» Общество с ограниченной ответственностью «Зона права» Общество с ограниченной ответственностью «ЖУРНАЛИСТ-ИНОСТРАННЫЙ АГЕНТ» Вольтская Татьяна Анатольевна Клепиковская Екатерина Дмитриевна Сотников Даниил Владимирович Захаров Андрей Вячеславович Симонов Евгений Алексеевич Сурначева Елизавета Дмитриевна Соловьева Елена Анатольевна Арапова Галина Юрьевна Перл Роман Александрович Общество с ограниченной ответственностью «МЕМО» Американская компания «Mason G.E.S. Anonymous Foundation» (США) Компания «Stichting Bellingcat» Автономная некоммерческая организация по защите прав человека и информированию населения «Якутия – Наше Мнение» Общество с ограниченной ответственностью «Москоу диджитал медиа» Акционерное общество «РС-Балт», Левада-Центр

сооружение: [ч.23 ст.2 384-ФЗ]- результат строительства, представляющий собой объемную, плоскостную или линейную строительную систему, имеющую наземную, надземную и (или) подземную части, состоящую из несущих, а в отдельных случаях и ограждающих строительных конструкций и предназначенную для выполнения производственных процессов различного вида, хранения продукции, временного пребывания людей, перемещения людей и грузов;

аттракцион: [п.3.2 ГОСТ Р 53130 -2008] Устройство для развлечений в общественных местах, создающее для посетителей развлекательный эффект за счет психоэмоциональных или биомеханических воздействий.

Если рассматривать как "устройство", то по [ч.23 ст.2 384-ФЗ] не подлежит оценке соответствия в экспертизе и приемке ГСН. Ну и допуска СРО на проектные работы по приказу №624 Минрегиона не требует.

А если такое "устройство" завалиться, то это вообще трагедия будет. Данное устройство можно расценивать - как сооружение с массовым пребыванием людей (то есть более 50 человек)
*Или все-таки авторы ГОСТ Р 53130 -2008 допустили ошибку обозвав "сооружение" - устройством?

Мое личное ИМХО, устройство это. Основная часть - движущаяся, большу'ю роль в конструкции имеет привод, двигатель, редуктор . Не характерно это для строительного сооружения. А по поводу пребывания и перемещения людей, так и в автобусах толпы народа ездят.

Расчеты конструкций (SCAD 11.5; Мономах 4.5; STARK ES); Техническое Обследование Зданий и Сооружений

Daiwa,
Доброго времени суток,

А Вы для чего этим интересуетесь ? (цель вопроса в теме - какая ?)

Есть задача в парке заменить колесо обозрений на больший диаметр. Дак вот вопрос, чтобы "это" запроектировать. Как правильно идентифицировать.
Если это устройство к чему я склоняюсь, то в экспертизу это дело не пойдет.

Расчеты конструкций (SCAD 11.5; Мономах 4.5; STARK ES); Техническое Обследование Зданий и Сооружений

Так а Вам то какая выгода будет от того, что проект будет выполнен без прохождения ГосЭкспертизы ?
(кстати - если планируется замена на больший диаметр, то Вы уверены что с фундаментами все в порядке останется ? (произойдет увеличение нагрузки на фундаменты)
И вообще - оно лично Вам надо ? (без Экспертизы)

Колесо обозрения - готовое изделие. Должно выпускаться и разрабатываться по ТУ, иметь сертификаты. К сооружениям его вряд ли можно отнести.

Возможно есть аналогия.
фундамент башенного крана при строительстве, экспертизу же не проходит. Башенный кран это изделие (устройство).
Хотя фундамент должен экспертизу проходить от завалов.

Можно поподробнее.
В соответствии с п. 3 Приложения 1 Федерального закона от 21.07.1997 № 116-ФЗ «К категории опасных производственных объектов относятся объекты, на которых используются стационарно установленные грузоподъемные механизмы (за исключением лифтов, подъемных платформ для инвалидов), эскалаторы в метрополитенах, канатные дороги, фуникулеры.»

Да не проходят. Я их много насчитал-проектировал - стационар, рельсы, на плите, на откосе, за или на шпунте и т.п. Стадия уже за проектная)))) далеко за согласованным ПОСом. Но каждый раз механики кранового х-ва требуют к чертежам расчеты: ростехнадзор не примет, да и пятую точку прикрыть физиономией автора. Я от них прикрываюсь ихними нагрузками и схемами работы, которые иногда приходиться выбивать со скандалом. Частенько стали падать.
Будет не будет экспертиза - комплект фундамента: чертежи-расчет должен быть качественно выполнен, а если надо и реконструкция. Была - не была экспертиза автор потом в ответе. законов и указов сами же написали много.

По мне надо разделить зоны ответственности: фундамент и ноги до крепления оси аттракциона - это сооружение для обеспечения удержания в проектном положении устройства, рассчитывается по строительным нормам. Ось колеса и само колесо - это устройство, за которое отвечает уже изготовитель

Колеса обозрения видел 2 видов - стационарные (например Глаз в Лондоне) и мобильные (которые разные лунапарки возят). Если вторые точно устройства (максимум анкеруют к поверхности) то за вторые, особенно уникальные, так однозначно не сказать. Скорее сооружение 100% или в крайнем случае согласно рассуждения Денбада.

Ни фига не сооружение - механизм. И считать его должны механики. Что эта тема в архитектуре делает?
Для конструктора только расчёт фундамента на нагрузки, которые дадут механики.
Каждый должен заниматься своим делом

Стационарно установленный механизм, машина, оборудование. А как Вам такое определение?
Трактование термина «стационарно установленные…», применительно к грузоподъемному оборудованию, указано и в приложении 2 ПБ 10-382-00 «Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов», утв. постановлением ГГТН РФ от 31.12.99 № 98, а именно:
 Машина грузоподъемная - техническое устройство цикличного действия для подъема и перемещения груза (чем не колесо) ;
 Кран грузоподъемный - грузоподъемная машина, оснащенная стационарно установленными грузоподъемными механизмами;
 Кран стационарный - кран, закрепленный на фундаменте или на другом неподвижном основании.

----- добавлено через ~3 мин. -----

Thượng Tá Quân Đội Nhân Dân Việt Nam

Вот этого "только фундамента" и хватит конструктору на несколько лет размышлений. Разумеется, конструктор за конструкцию самого колеса, как устройства не отвечает. А вот колесо, установленное в парке на фундамент будет уже сооружением. Да еще и грузоподъемным механизмом. Да еще и опасным производственным объектом.

И если произойдет авария (а с колесами обозрения примерно 5 несчастных случаев происходит), то сразу будет возбУждено уголовное дело и пойдут разборки - кто именно каким "своим делом" занимался. Будет что-то с конструкцией колеса-изделия - конструктор строитель не виноват.

А если всё колесо свалится, как раз из-за фундамента? У нас как раз такой случай был. По счастью колесо еще не эксплуатировалось, только было смонтировано. Всё замяли.

А вот когда упал такой простейший "аттракцион", как детская горка и придавила ребенка, так сразу за конструкторов-строителей взялись. Хоть сама горка - изделие заводского изготовления, но она не сломалась, а упала. Сразу изъяли документацию из архива института. И оказалось, что применена типовая "малая архитектурная форма" по серии, но фундаментов-то в серии нет. Есть только ссылка на КЖИ из совсем другой серии. Отбивались долго, и спасло только то, что строители вообще никакого фундамента не сделали - лопата раствора для виду.

Читайте также: