摩天輪建造原理

時間：2021-10-15

摩天輪建造原理

1893 年世界上*1 座現(xiàn)代摩天輪—芝加哥摩天輪(FERRIS Wheel) (直徑76.2m）問世。隨后，日本、英國等相繼建造了具有代表性的摩天輪多座，其中較*的要算在2000 年之前為慶祝新千年而建造的英國“倫敦眼(London Eye)摩天輪(直徑135m)了。

常見的摩天輪結構有剛性、柔性以及剛柔混合結構三類。較初的摩天輪是剛性桁架制成的，然而剛性摩天輪自重較大，限制了尺寸上進一步擴大的可能。柔性摩天輪及剛柔雜交摩天輪在大直徑摩天輪中較為常見，它們自重較輕，拉索纖細，建筑效果也較受建筑師青睞。摩天輪結構主要由支架與輪輻結構組成，將輪輻結構豎直放置，通過空間支承架支承中心軸，用機械驅動輪輞（即外環(huán)），使其繞中心軸轉動，就形成了摩天輪。當輪輞結構為平面鋼桁架時，基于連接的方便，輪輻的結構形式一般采用徑向布置的平面鋼桁架體系，且輪輻之間用直徑較小的若干圈鋼桁架相連接，用以增加輪輻的剛性，提高結構的穩(wěn)定性，這種摩天輪結構是剛性的。

當輪輞結構采用三角形空間鋼桁架時，同樣考慮到輪輻與輪輞的連接構造，輪輻的結構形式常有兩種：全鋼纜索體系和鋼桁架和鋼纜索間隔布置體系，分別形成了柔性摩天輪和剛柔混合型摩天輪結構。

摩天輪的支承結構體系較早采用鋼桁架支承，但是現(xiàn)在大多采用A形支承，在面內(nèi)形成剛度較大的受力體系。在兩個A形支承架外側設置拉索，保證結構的體系穩(wěn)定性。

摩天輪結構的驅動系統(tǒng)通過摩擦力驅動輪輞轉動，該處還同時設有制動系統(tǒng)，以保證突發(fā)情況下能夠及時將摩天輪停下。從受力角度考慮，驅動系統(tǒng)可以視為輪輞在該處切線方向的約束，當輪輞的面外變形較大時，還可以認為驅動系統(tǒng)處存在一定的平面外約束。摩天輪結構所承受的荷載主要由索預應力，自重荷載，制動力，風荷載和雪荷載等。一般情況下摩天輪結構的**階屈曲模態(tài)均為輪輞的平面外彎曲屈曲。

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