張宇光 沈 杰 王嘉舜

（上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院 上海 200062）

近幾年，全國已發(fā)生多起兒童爬山車傾斜、失穩(wěn)甚至傾翻事件，造成乘客從車輛上跌落的事故，筆者結(jié)合檢驗過程中的實際案例，分析一些常見的原因，并提出應(yīng)對措施，希望能為游樂設(shè)施生產(chǎn)單位優(yōu)化設(shè)計、運營使用單位做好維護保養(yǎng)工作，從而更有效地防止兒童爬山車運行過程中車輛意外傾翻提供一定的參考意義。

1 概述

兒童爬山車(又稱迷你穿梭)屬于大型游樂設(shè)施中的架空游覽車類。其憑借可愛卡通的車體玻璃鋼造型、繽紛多彩的車體配色、運行過程中輕微的顛簸，以及沿軌道運行時對兒童而言略帶刺激的乘坐體驗，深受兒童的喜愛［1］。

兒童爬山車雖然運行速度相對較慢、運行高度相對較低，但仍可能在某些情況下出現(xiàn)車輛傾斜、失穩(wěn)甚至傾翻，從而使乘客從車輛上跌落，造成較大傷害。此類事故近幾年全國已發(fā)生了多起，值得高度關(guān)注。造成兒童爬山車車輛傾翻的原因多種多樣，本文結(jié)合檢驗過程中的實際案例，分析了一些常見的原因，并提出了應(yīng)對措施。

2 兒童爬山車結(jié)構(gòu)簡介

兒童爬山車主要結(jié)構(gòu)包括車輛、路軌。車輛由車體通過車輛連接器連成一列，與火車相似，車體與車體之間保持一定的間距。車體由車架（如圖1、圖3所示）、座艙（如圖1、圖4所示）、前橋、后橋、導(dǎo)向同步器（如圖2、圖3所示）、驅(qū)動裝置（一般為減速電機帶動鏈條）（如圖1所示）等部分組成。座艙連接在車架上，車架前部安裝前橋，后部安裝后橋。前橋安裝有垂直方向的驅(qū)動銷軸（如圖1所示）和轉(zhuǎn)向銷軸（如圖1所示），與隱藏在路軌下面的導(dǎo)向同步器兩軸套分別相配，將車架與導(dǎo)向同步器相連。車體承載輪為橡膠胎，安裝在前、后橋兩側(cè)。路軌包括路軌面（見圖3）和圓鋼導(dǎo)軌（如圖2、圖6所示），由立柱支撐并連接在鋼結(jié)構(gòu)上。設(shè)備運行時，驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動車體后承載輪在路軌面上轉(zhuǎn)動，帶動車體行進，同時車體前橋的驅(qū)動銷軸帶動導(dǎo)向同步器一起行駛，導(dǎo)向同步器的側(cè)輪在圓鋼導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)，起導(dǎo)向作用。軌道彎曲時，導(dǎo)向同步器沿著軌道偏轉(zhuǎn)，并通過前橋的轉(zhuǎn)向銷軸，將偏轉(zhuǎn)角度傳遞到前橋，使車輪自動轉(zhuǎn)向，從而實現(xiàn)車輛在路軌上自動轉(zhuǎn)向行駛。

圖1 車輛結(jié)構(gòu)簡圖

圖2 導(dǎo)向同步器結(jié)構(gòu)簡圖

圖3 車架

3 兒童爬山車車輛傾翻、側(cè)翻的常見原因和應(yīng)對措施

3.1 安全帶

安全帶是兒童爬山車上的重要的安全束縛裝置。安全帶宜分成2段，分別固定在座艙上［2］。由于兒童爬山車車體玻璃鋼座艙外緣一般較低，當(dāng)安全帶長邊較長時，安全帶長邊就有可能垂蕩在座艙之外。在設(shè)備運行前若操作人員未能及時將垂蕩在座艙之外的安全帶放置在座艙內(nèi)，那么在車輛行進過程中安全帶就可能被車輪卷入，影響車輛的正常前行，嚴(yán)重時可能導(dǎo)致車輛傾翻。為了防止在車輛行進過程中安全帶被車輪卷入，可采取如下應(yīng)對措施：

1）建議生產(chǎn)單位在設(shè)計時，選用適當(dāng)長度的安全帶，且長邊應(yīng)安裝在座艙內(nèi)側(cè)位置（見圖4）。這樣既能保證安全帶使用過程中有足夠長度，能適用于不同體型的乘客，又能在安全帶的長邊垂蕩在座艙之外時，垂蕩在座艙外的長度不會過長，不會在車輛行進過程中被車輪卷入。

圖4 座艙

2）部分座席背高比較低的座艙，安全帶垂蕩在座艙外的長度會比其他車體更長，更容易在車輛行進過程中發(fā)生安全帶被車輪卷入的情況。建議生產(chǎn)單位在設(shè)計時在靠近車輪處設(shè)置防護罩（見圖4），防止在車輛行進過程中安全帶被車輪卷入。

3）操作人員應(yīng)隨時觀察設(shè)備及乘客情況，與服務(wù)人員密切合作，按照操作規(guī)程合理、規(guī)范地操作［3］。在設(shè)備運行前操作人員應(yīng)注意觀察，將每個安全帶都放置在座艙內(nèi)。

3.2 保護鋼絲繩

為防止設(shè)備運行過程中車輛連接器斷裂導(dǎo)致對乘客產(chǎn)生沖擊，游樂設(shè)施生產(chǎn)單位一般采用保護鋼絲繩作為車輛連接器的二次保護裝置。筆者在檢驗中發(fā)現(xiàn)一些生產(chǎn)單位保護鋼絲繩的連接方式為多輛車使用1根保護鋼絲繩作為車輛連接器的二次保護裝置。若采用這種連接方式，為保證車輛順利前行，在正常狀態(tài)下二次保護鋼絲繩會處于略微松弛的狀態(tài)。在設(shè)備使用過程中，由于車輛轉(zhuǎn)彎、設(shè)備沖擊、震動等因素，鋼絲繩會因受力而拉伸、因老化而松弛，逐漸出現(xiàn)松弛下垂甚至斷裂的現(xiàn)象。由于保護鋼絲繩比較長，即使松弛下垂程度不是很嚴(yán)重，但仍可能影響車輛的正常前行，嚴(yán)重時會導(dǎo)致車輛傾翻。對此，可采取如下應(yīng)對措施：

1）采用多根較短的鋼絲繩在相鄰車架間兩兩連接以起到二次保護作用。采用這種連接方式時鋼絲繩長度較短，一般不會由于鋼絲繩松弛而影響車輛的正常前行。

2）維護保養(yǎng)人員應(yīng)嚴(yán)格按使用維護說明書的要求做好維護保養(yǎng)工作，當(dāng)發(fā)現(xiàn)保護鋼絲繩松弛下垂、磨損等現(xiàn)象時，應(yīng)及時更換。

3.3 車輛連接器

兒童爬山車車輛連接器一般由拉桿組成，拉桿與車架、拉桿與拉桿之間采用銷軸連接。如果拉桿（如圖5所示）連接銷軸設(shè)計為水平方向，那么在設(shè)備運行過程中一旦拉桿失效斷裂（如圖5中A處），拉桿失效斷裂處（如圖5中A1端、A2端）就會繞著連接銷軸轉(zhuǎn)動并下垂，阻礙車輛正常前行，極易導(dǎo)致車輛傾翻。為了避免這種風(fēng)險，可將拉桿連接銷軸設(shè)計為垂直方向（見圖6），這樣在設(shè)備運行過程中如果拉桿失效斷裂，拉桿只能繞著連接銷軸水平擺動。由于保護鋼絲繩同時也對拉桿起約束作用，拉桿可水平擺動的幅度較小，拉桿碰到側(cè)面鋼架結(jié)構(gòu)而阻礙車輛正常前行的可能性相對較小，減少了發(fā)生車輛傾翻的風(fēng)險。

圖5 拉桿結(jié)構(gòu)簡圖

圖6 拉桿連接銷軸

3.4 防傾翻裝置

GB 8408—2018《大型游樂設(shè)施安全規(guī)范》中第6.9.11.5條規(guī)定：“沿架空軌道運行的車輛，應(yīng)設(shè)防傾翻裝置?！保?］目前許多生產(chǎn)單位采用在前橋的驅(qū)動銷軸和轉(zhuǎn)向銷軸底端插入開口銷的方式起到防傾翻作用。在設(shè)備運行過程中，如果某些意外因素導(dǎo)致車輛有傾翻傾向時，車體車架會帶動驅(qū)動銷軸和轉(zhuǎn)向銷軸向上抬起。此時驅(qū)動銷軸和轉(zhuǎn)向銷軸底端的開口銷能阻止驅(qū)動銷軸和轉(zhuǎn)向銷軸從導(dǎo)向同步器中向上抬起脫出，從而使車體與導(dǎo)向同步器保持相連。這種結(jié)構(gòu)能起到一定的防止車輛傾翻作用，但存在薄弱環(huán)節(jié)：

1）筆者在檢驗過程中多次發(fā)現(xiàn)設(shè)備使用過程中出現(xiàn)驅(qū)動銷軸或轉(zhuǎn)向銷軸底端開口銷損壞或丟失的情況，使防傾翻作用失效。

2）當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障車輛有傾翻傾向時，驅(qū)動銷軸和轉(zhuǎn)向銷軸底端開口銷所能提供的保護力是否足夠保證車輛不會傾翻需要進一步探討、計算、驗證。

為了進一步提高設(shè)備防傾翻措施的可靠性，可采取如下應(yīng)對措施：

1）在驅(qū)動銷軸和/或轉(zhuǎn)向銷軸底端（如圖1所示）加工有螺紋，擰上槽形螺母（見圖7），使用開口銷防松。這樣當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障車輛有傾翻傾向時，驅(qū)動銷軸和/或轉(zhuǎn)向銷軸底端的槽形螺母能提供更大的保護力，更好地起到防止車輛傾翻的作用。

圖7 驅(qū)動銷軸和/或轉(zhuǎn)向銷軸底端槽型螺母

2）在車架和導(dǎo)向同步器之間采用防傾翻鋼絲繩或鏈條相連（見圖8）。

圖8 防傾翻鏈條

3.5 路軌立柱和鋼結(jié)構(gòu)

兒童爬山車路軌由立柱支撐并連接在鋼架結(jié)構(gòu)上，由于兒童爬山車相比過山車，運行高度、運行速度等參數(shù)都低得多，立柱和鋼結(jié)構(gòu)的狀態(tài)是否良好容易被生產(chǎn)單位和運營使用單位忽視。為了增強設(shè)備外表的美觀，生產(chǎn)單位一般在立柱外安裝有圓柱形裝飾板，但往往忽視了立柱的可維護性，將裝飾板設(shè)計成不可拆卸式（見圖9），造成立柱根部、立柱本體、立柱與鋼結(jié)構(gòu)連接處難以進行目視檢查，而運營使用單位也往往忽略對該處的檢查。當(dāng)立柱或鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生銹蝕后，會導(dǎo)致鋼材屈服強度、抗拉強度、強屈比、彈性模量和斷后伸長率出現(xiàn)不同程度的下降［5］，承載力出現(xiàn)明顯降低。如果立柱或鋼結(jié)構(gòu)銹蝕嚴(yán)重，可能在設(shè)備運行時在受沖擊載荷作用下突然發(fā)生脆性斷裂，使軌道失穩(wěn)，嚴(yán)重時導(dǎo)致車輛傾翻。這種情況在國內(nèi)也曾有發(fā)生，因此生產(chǎn)單位和運營使用單位應(yīng)重視立柱和鋼結(jié)構(gòu)的維護保養(yǎng)工作，可采取如下應(yīng)對措施：

圖9 立柱裝飾板

1）生產(chǎn)單位在立柱外安裝的圓柱形裝飾板應(yīng)設(shè)計為可拆卸式或在裝飾板上留有檢修口，便于對立柱根部、立柱本體、立柱與鋼結(jié)構(gòu)連接處等進行檢查，提高立柱與鋼結(jié)構(gòu)的可維護性。

2）運營使用單位應(yīng)重視立柱和鋼結(jié)構(gòu)的維護保養(yǎng)工作，定期進行檢查，必要時應(yīng)進行除銹防腐處理，保證立柱和鋼結(jié)構(gòu)的狀態(tài)良好。

4 結(jié)束語

雖然兒童爬山車運行速度相對較慢、運行高度相對較低，但仍可能在某些情況下出現(xiàn)車輛傾斜、失穩(wěn)甚至傾翻。生產(chǎn)單位和運營使用單位應(yīng)主分重視車輛傾翻的情況，認真分析各種可能造成車輛傾翻的原因并及時采取應(yīng)對措施，減少發(fā)生車輛傾翻的可能，保障設(shè)備安全運行。