大型游乐设施装饰类附属部件的风险分析和对策研究

郭俊杰 刘 然 崔高宇 张 琨

（中国特种设备检测研究院 北京 100029）

1 研究背景

部分摩天轮、过山车等大型游乐设施在安装之后，出于商业宣传、观光夜景、防雨遮阳、主题氛围塑造等方面考虑，使用单位通常会在设备本体结构安装装饰类照明或得商业广告等附属部件（见图1），但未对附属部件产生的附加载荷对设备本体结构的影响进行设计校核，未对制造及安装质量进行严格控制，存在较大的安全隐患，该类附属部件一旦发生故障或损坏，极易造成人员伤亡。如2003年7月13日，在美国加利福尼亚州一嘉年华活动中，一台名为“天旋地转”的设备上用于固定附属广告牌的插销从设备上掉下砸伤了一名23 岁女游客，导致受伤得下颚破裂，部分牙齿破碎，面部伤口缝了20 多针；2011年8月19日，美国新泽西州某乐园一海盗船的装饰类桅杆突然断裂，砸伤5 名乘客，其中4 人轻伤，1 人重伤[1]。

图1 大型游乐设施上安装的装饰类照明设施或者商业广告等附属部件示例

2 附属部件的风险分析及对策研究

2.1 附属部件的种类及主要组成部分

常见的安装于大型游乐设施本体上的附属部件根据其功能大致可以分为以下类型：商业广告型附属部件、观光夜景型附属部件、防风遮雨型附属部件、主题氛围型附属部件。其中，商业广告型和观光夜景型附属部件主要包含灯光照明、控制线路、钢结构骨架、连接钢缆等设施；防雨遮阳型附属部件主要包含防雨设施支架及顶棚；主题氛围型附属部件主要包含钢结构骨架、水泥、泡沫材料或玻璃钢装饰物、灯光照明、控制线路等。

2.2 附属部件的风险分析

附属部件的安装在满足使用单位广告宣传、景观亮化、防风遮雨等实际使用需求的同时，也引入了一些额外的、潜在的风险，如安装的附属部件可能大幅增加设备本体结构的受力载荷如附属部件自重、新增加的风载、雪载等从而导致设备垮塌，大风可能引起附属部件坠落，附属部件的零部件或紧固件松脱可能砸伤过往乘客，附属部件电气故障可能导致游乐设施控制系统失效等。

本文根据GB/T 39043—2020《游乐设施风险评价危险源》[2]，结合国内外大型游乐设施事故案例及检验案例[1]，对大型游乐设施的附属部件进行危险源分析，并将这些危险源按照附属部件整体、机械零部件、电气、人员、其他等方面进行分析整理，见表1。

表1 危险源识别及风险分析结果

2.3 附属部件的风险评价及对策研究

根据GB/T 34371—2017《游乐设施风险评价 总则》[3]，对附属部件的上述危险源进行风险评价，对于风险等级为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的危险源，均应采取措施消除或降低风险，使风险达到可接受范围。例如对某设备未做设计计算及未对制造及安装质量进行控制的附属部件钢结构部件进行风险评价，由于该钢结构部件存在断裂、锈蚀以及螺栓小部件存在松脱等危险表现，均会造成人员伤亡的风险，故伤害严重程度等级为I 级（非常高），上述危险表现在使用寿命内很可能经常发生，所以伤害发生的概率等级为A（频繁），根据上述伤害发生的严重程度和伤害发生的概率评估结果，进行风险等级评估，评估结果为Ⅳ级，需要立即采取措施消除和降低风险。对上述附属部件的钢结构部件采取如下风险控制措施：1）按照GB 8408—2018[4]对钢结构件进行设计及计算；2）对钢结构部件的制造、安装提出相应的技术要求，如对重要焊缝进行无损检测等；3）按照相应的安装要求进行安装并进行自检；4）在使用维护说明书的日、月、年检中规定对附属部件钢结构件的裂纹、锈蚀及主要焊缝进行检查的相关要求；5）在附属部件的钢结构部件下方可能造成高空坠物的区域设置防坠物设施或得隔离措施，防止高空坠物对过往游客造成伤害。采取上述措施之后，重新对附属部件的钢结构进行风险评价，直至其风险等级达到可接受的范围。风险控制措施应优先在设计阶段采取措施。

3 典型案例

图2为某游乐设施制造厂设计制造的一台摩天轮，主要技术参数如下：高度为88 m，转速为15.3 min/r，回转直径为83 m，承载人数为324 人，座舱数量为54个，设备使用方式为固定式，设计使用年限为20年。检验人员在定期检验过程中发现，使用单位在摩天轮中轴处安装有商业广告附属部件，其钢结构框架（见图3）连接焊缝存在气孔、夹杂、非连续焊接等各种缺陷，焊前也未对结构表面进行除漆及除锈处理，焊缝结构设计不合理。使用单位告知该商业广告附属部件为某装饰公司设计、制造及安装，设计及安装前未与摩天轮制造公司沟通并确认其是否对摩天轮主体结构造成不良影响，无法提供该商业广告附属部件的设计图纸及计算书，使用维护说明书中也未添加关于该附属部件的维保要求。

图2 某乐园摩天轮

依据GB/T 34371—2017[3]对该商业广告附属部件进行风险分析及风险评价。该附属部件主要危险源及评价结果见表2。

表2 商业广告附属部件风险评价

由表2 可知，该商业广告附属部件整体风险等级较高，不符合GB 8408—2018[4]的要求。

上述评价结果显示，该商业广告附属部件需要立即采取措施消除或降低风险。笔得建议从以下几个方面对该商业广告附属部件采取措施来降低风险：

1）考虑上述商业广告附属部件的自重及安装在摩天轮主体结构后新增的风载、雪载等载荷，依据GB 8408—2018[4]重新对摩天轮主体结构强度进行校核，并对附属部件的钢结构及焊接结构进行设计计算，确保该附属部件增加的附加荷载在正常工况及极端气候工况下不会影响设备主体结构的安全性能，确保该附属部件本身的强度符合游乐设施标准要求。另外，还应依据GB 8408—2018 对商业广告附属部件的制造及安装提出相应的技术要求如重要焊缝的无损检测，确保其制造及安装质量。

2）对商业广告附属部件的电气线路重新进行设计，依据GB/T 18164—2020《观览车类游乐设施通用技术条件》[5]要求，其电气线路应独立于设备本身的电气系统，确保商业广告附属部件的电气线路发生故障不会对设备本身造成任何影响。另外，商业广告附属部件本身及电气线路应有防火及防水要求。

3）为防止商业广告附属部件发生部件松动、脱落，造成高空坠落伤人的事故，除按照游乐设施标准进行螺栓等结构的防松设计外，其附属部件下方应设计隔离区域或得防高空坠物措施。

4）在设备使用维护说明书中增加商业广告附属部件的维保要求，要求使用单位定期对附属部件的机械结构及电气线路进行维护检查，及时消除安全隐患。

依据游乐设施风险评价标准GB/T 34371—2017重新对该商业广告附属部件进行风险评价，直到风险评价结果达到要求。

4 建议与意见

针对大型游乐设施附属部件存在的问题，笔得建议游乐设施使用单位不应随意在设备本体结构上增加任何附属部件如灯饰、广告、防雨遮阳棚等，如确有需要，应及时与游乐设施制造单位充分沟通，请其根据游乐设施相关标准进行设计、制造、安装，并对其进行完整的风险评价。对于安装完成后的附属部件，应严格按照使用维护说明书的要求进行维护保养工作。