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在游乐场的规划与建设中,设施的整体美观与游客的安全体验是两大核心考量。近年来,膜结构以其独特的造型能力与功能性,在游乐场遮阳棚、主题场馆、入口景观等建设中应用日益广泛。而作为支撑膜结构成型与长期稳定运行的关键,配件的设计往往决定着项目的最终成败。葫芦岛某游乐场在膜结构配件的设计上,进行了一系列细致的探索,体现了对创新形式与坚实安全的融合追求。
膜结构本身并非新生事物,但其配件的设计却需要根据每个项目的具体环境、荷载要求与美学目标进行深度定制。葫芦岛游乐场项目面临海滨环境特有的挑战,如空气湿度较大、偶尔遭遇大风天气等,这对配件的耐腐蚀性、连接节点的牢固度以及整体结构的抗风性能提出了高于内陆的标准。设计团队从项目初期便将环境适应性作为配件设计的首要前提。
具体而言,其配件设计的融合性主要体现在以下几个方面:
一、材料选择的针对性与复合性
配件虽小,却需承上启下,连接柔软的膜材与坚固的基础结构。在材料选用上,设计并未局限于单一材质。
1.主体受力构件,如桅杆、拱梁的连接件,采用了高强度合金钢。这些钢材在出厂前均经过特殊的表面处理,如热浸镀锌加上后续的涂层保护,形成双重防腐屏障,有效抵御海滨盐雾环境的侵蚀,确保主结构件的长期寿命。
2.对于与膜材直接接触的夹具、压板等部件,则选用了耐候性优异的铝合金材料。铝合金自重轻,加工精度高,能够制作出既贴合膜材曲线又不损伤膜材边缘的细腻造型。同时,其表面通过阳极氧化处理,色泽均匀且耐久,能与膜材的洁白或彩色形成和谐的整体视觉效果。
3.在一些需要调节或活动的节点部位,如张拉连接点,采用了不锈钢部件。不锈钢的强度与耐腐蚀性能,为这些关键的可动部位提供了可靠保障。不同材料根据其特性被应用在最合适的位置,实现了性能与经济的平衡。
二、连接节点设计的精密性与容错性
膜结构的魅力在于其优美的曲面,而曲面的实现依赖于精准的节点设计。葫芦岛项目的配件节点设计强调精密与安全的统一。
1.预张拉节点的创新设计。膜结构需要预先施加张力才能形成设计形态并抵抗外力。设计团队为该项目开发了带有可视刻度与自锁功能的张拉头配件。施工人员可以根据刻度清晰了解张拉行程,确保张力施加均匀、可控,避免了传统方式中凭经验操作可能带来的张力不均问题。自锁机制则能在达到设计张力后自动锁紧,防止在使用过程中因振动等原因导致松驰。
2.柔性边界的处理。膜材在风荷载下会产生一定的变形与运动。配件设计并未将膜材边界完全刚性固定,而是在边界夹具中嵌入了高耐磨的工程塑料垫片。这种设计允许膜材在受力时产生微小的、无害的相对位移,从而释放局部应力,避免应力集中导致膜材撕裂或连接件疲劳破坏,体现了“以柔克刚”的安全思想。
3.排水系统的集成考虑。膜面的雨水需要被有序引导排出。配件设计将排水路径纳入整体考虑,例如在脊谷索的连接件上集成导水槽,在低点夹具处预设排水孔洞,确保雨水能迅速沿预定路径流走,不积存,减轻结构负重,也保持膜面造型的清爽。
三、安全冗余与维护便捷性的兼顾
游乐场人流量大,安全标准至高无上。配件设计在确保初始安全的同时,也考虑了全生命周期的维护便利。
1.关键受力部位的多重保障。对于主要支撑点与锚固点,采用了多重保险的设计。例如,主桅杆与基础的连接,除了高强度螺栓群外,还设置了抗剪键和二次灌浆层,即使极端情况下部分螺栓失效,整体连接仍有足够的安全储备,为应急处理赢得时间。
2.标准化与标识系统。尽管很多配件是定制设计,但团队尽量将连接接口标准化。例如,不同直径的钢索使用统一规格的索头,只是内部尺寸微调。同时,在主要配件上通过激光雕刻了型号、安装位置编号等信息。这套标识系统如同配件的“身份证”,极大地方便了日后巡检、维护时对部件的识别与追溯。
3.预留检查与维护空间。在设计阶段,就考虑了维护人员的操作需求。可拆卸的检查盖板、便于工具进入的作业空间、设置在合理高度的调节部位等,这些细节使得日常的紧固检查、清洁保养以及必要的部件更换都能安全、高效地进行,降低了长期维护的难度与成本。
四、美学表现的细节融入
作为游乐场的一部分,膜结构及其配件本身也是景观。配件设计在满足所有技术指标的前提下,努力追求视觉上的精致与整体感。
1.形态的有机融合。连接件、压板等外露部件的造型经过精心推敲,线条流畅,尽可能与膜结构的曲面走势相呼应,避免出现生硬、笨拙的机械感,使结构看起来浑然天成。
2.表面处理与色彩协调。所有金属配件的表面处理工艺(镀锌、喷涂、阳极氧化)不仅为了防腐,也确定了其最终色泽。设计团队选择了与膜材颜色和游乐场主题色调相协调的哑光银色、深灰色等,使配件在阳光下不产生眩光,并能沉稳地衬托出膜体的轻盈与洁白。
总结而言,葫芦岛游乐场膜结构配件的设计实践表明,创新并非一定是颠覆性的发明,更多时候是在深刻理解功能、环境与安全需求的基础上,进行的系统性、细节性的整合与优化。它将材料的科学选用、节点的精密计算、安全冗余的周全考虑以及维护的便捷需求,与最终的形式美感融为一体。这种融合,使得膜结构不再是简单的遮阳避雨设施,而是成为了承载欢乐、保障安全、提升场所品质的有机组成部分。其经验说明,在工程建设中,尤其是直接关乎公众安全的游乐设施领域,对隐蔽于光鲜外表之下的“配角”——各类配件——给予同等的重视与创新思考,是实现项目长久成功与安全运营的坚实基石。