超级摩天轮技术发展的解析和启示

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1、超级摩天轮技术发展的解析和启示北京朝阳公园正在筹建世界最高的摩天轮，高度为208米。“摩天轮”（GIANTWHEEL）又名“观览车”，也可以译为“巨人般的轮子”。习惯上把轮径在百米以上的巨型观览车叫做“摩天轮”，它那顶天立地的身躯确实称得上游艺机中的巨人，在游乐园中是最令人瞩目的标志性项目。特别巨大的摩天轮甚至可以成为一个城市的标识，而北京朝阳公园的这座摩天轮可以算是“超级摩天轮”了。它将成为北京市旅游娱乐产业的标志性提升，对于延伸奥运影响意义深远，对于拉动京城旅游、完善朝阳区景观规划和完善朝阳公园功能都是一个重要的亮点。不久以前，我有机会对这个“世界之最”的项目进行了一番剖析和论

2、证。通过这一工作，对于摩天轮和其它大型游艺机的技术发展状况，有了一些新的认识。由此同时，也给予了我们许多有益的启示。摩天轮技术发展概述15摩天轮是水平轴、垂直回转类、有多个乘坐轿舱的大型游艺机。主要结构是一个巨大的支架和一个巨大的轮盘。支架撑起一根水平的主轴，轮盘绕主轴缓缓旋转，在巨型轮盘的周边，均匀地悬挂着许多的吊厢，游客乘坐在吊厢之中，随轮盘的转动徐徐上升，视野逐渐开阔，饱览大地美景，俯瞰乐园全貌。举目远眺，城市景色一览无遗，令人心旷神怡。轮盘恒速转动，游客随上随下，极为快速方便。无轮是巨大的摩天轮，或是略小一些的观览车，其基本造型大体相同，但支架、轮辋、轮毂、轮辐和吊厢的设计

3、有多种多样，驱动方式也各种各样，摩天轮的高度和大小也不相等。目前，中国也已经有了超过百米高度的摩天轮。作为游乐园醒目标志的摩天轮十分讲究外观装饰，还特别装有五颜六色的彩灯，由中心向外幅射，流光溢彩，如巨星闪烁，灿烂夺目。观览车是由一个名叫乔治的美国工程师发明的，最早出现在芝加哥的一个游乐园里，作为大型游艺机群中的一个新成员，很快受到游客的青睐。以后逐渐成为游乐园项目中不可或缺的重要游乐设备。观览车的设计和制造不断地发展创新，派生出了许多特色的造型、新奇的功能和越来越高大雄伟的身形。近几年来，追求摩天轮高度的风气日益盛行，100米以上身高的摩天轮已经屡见不鲜。1999年年底英国落成了

4、一座名叫“伦敦眼”的摩天轮，以140米的身高保持了世界之最的纪录。但这一纪录还在不断地被刷新。如美国拉斯维加斯的摩天轮已高达152米；莫斯科市中心麻雀山上的摩天轮高度达到170米；日本东京一座名叫“钻石之花”的摩天轮身高117米；新加坡一个海滨的摩天轮高度已达到170米，可以俯看印尼和马来西亚。我国的台北、香港和内地许多城市也都在争相建造100米以上的摩天轮。近年来，国外摩天轮的设计与制造工艺技术，在以下三个方面有了重大的突破。15壮观的英国航空公司伦敦眼(BritishAirwaysLondonEye)是为了迎接千禧年而建造的，这个122米直径的世界上最大的观光轮是伦敦第四高建筑

5、物。夜间的伦敦眼更有一种梦幻气质，把泰晤士河映衬得更加美丽。（1）大转轮的钢索轮辐结构技术采用钢索轮辐结构使大转轮的重量大大减轻，这项技术的成功和成熟，为建造超大型摩天轮创造了条件。试想转盘直径在200米以上的超大型摩天轮上，桁架式的轮辋圈就有400多吨，甚至达到1000吨，如果仍然使用支撑钢梁作为轮辐的话，轮盘的重量就更要成倍的增加，这对于支架承载、基础要求，以及摩天轮的安装运行都会带来一系列很难解决的问题。因此，超大直径转盘的巨型摩天轮必须摒弃钢支撑结构的轮辐，采用钢索固定结构。15然而，钢索轮辐安装、调整比较困难，要保证巨大轮盘在运转中的平稳、无抖动、无晃摆，首先应保证轮盘的

6、均衡性，大轮盘的不圆度和不平面度（或翘曲度）都会造成运动的不稳定性。从理论上讲钢索轮辐在安装时，可以从经向和侧向两个方面调整轮辋，把轮盘调整到尽可能精确的程度，而刚性轮辐的钢支撑就无法进行这种安装调整工序。但这种调整是在30，000多平方米的轮盘面积上进行的，确实非常困难，而且比较繁琐，比自行车调整轮圈的“纳龙”要复杂千万倍。钢索轮辐在较大的风压下，常常会容易发生轮辋的球面变形，有一定频率的节点振动。一般要求轮盘边缘的极限变形量（也就是晃动量）为0.10%，但目前国外的钢索轮辐转盘已都能控制到0.05%以下，游客的晃动不稳定感消除了。尤其是当“吊舱”进行到顶端减速区时，一般的观览车

7、都会产生晃动现象，但现在即使在大型摩天轮上也都能得到解决了。（2）内置自稳定系统的全景观光密封舱技术包括摩天轮在内的所有观览车，游客乘坐的轿舱，毫无例外地使用的都是挂在轮盘边缘的吊厢（或吊舱），大转盘运动中的吊厢靠自重随时保持其水平位置。这种悬吊着的乘坐装置增加了乘员的晃动感，特别在风力影响下，不稳定性更加明显。吊厢（或吊舱）的乘员数量一般也只能在4-10人范围内，无法大幅度地增加额定乘员的数量。吊厢式的观光舱在运动到顶端时，它不可能持续保持在大转盘的边缘外面，而是悬