宋耀軍

（浙江大豐實(shí)業(yè)股份有限公司（杭州）舞臺設(shè)計院，浙江 杭州 315400）

戲曲劇場雙層大轉(zhuǎn)臺的工藝特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)設(shè)計

宋耀軍

（浙江大豐實(shí)業(yè)股份有限公司（杭州）舞臺設(shè)計院，浙江 杭州 315400）

介紹適合于戲曲劇場的雙層大轉(zhuǎn)臺的工藝特點(diǎn)，以及為滿足這些特點(diǎn)所采取的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

戲曲劇場；雙層大轉(zhuǎn)臺；工藝特點(diǎn)；結(jié)構(gòu)設(shè)計

1 戲曲表演形式與舞臺設(shè)備配置

我國戲曲藝術(shù)源遠(yuǎn)流長，曾在一個很長的歷史時期成為演出藝術(shù)的主流形式。在演出藝術(shù)更加多樣化的今天，戲曲藝術(shù)仍是體現(xiàn)中華民族藝術(shù)特色的瑰寶。

隨著中國戲曲藝術(shù)的不斷發(fā)展，戲曲藝術(shù)不再局限于無布景、少道具的單純表演，恰當(dāng)?shù)牟季芭c道具為經(jīng)典藝術(shù)表現(xiàn)增添了許多感染力。因此，戲曲藝術(shù)對舞臺設(shè)備配置的要求越來越高。

一般來說，戲曲劇場對舞臺設(shè)備的基本要求是簡略、樸實(shí)，不求大型和豪華。上世紀(jì)末到本世紀(jì)初，國內(nèi)以上演戲曲為主的劇場，對舞臺設(shè)備的配置參照了歐洲話劇劇場的配置形式，以鼓型大轉(zhuǎn)臺為主舞臺臺下主要設(shè)備，比較適合于戲曲切換場景的應(yīng)用。如無錫東亭文化活動中心、石家莊河北會堂、福州福建會堂等都配置有鼓型大轉(zhuǎn)臺。當(dāng)時的鼓型大轉(zhuǎn)臺直徑大多是16 m，轉(zhuǎn)臺內(nèi)組合有5臺升降臺，其中3臺為11 m×2 m ，2臺為9 m×2 m ，升降行程均為＋2.5 m，垂直絲杠傳動帶平衡重結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)臺驅(qū)動是當(dāng)時的專利產(chǎn)品——自壓緊摩擦驅(qū)動裝置。這種設(shè)備可120°切換場景，運(yùn)行平穩(wěn)、效果良好，配合升降臺的升起行程變化，使應(yīng)用更加多樣化。但是，受到當(dāng)時技術(shù)水平的限制，旋轉(zhuǎn)定位的誤差較大；加之體積和重量都較大（運(yùn)動部分可達(dá)120 t左右），其慣性使得定位更加不準(zhǔn)確。另外，投資額度大、運(yùn)行費(fèi)用高，也是逐漸較少采用的因素。后來國家大劇院戲劇場采用了鼓筒式大轉(zhuǎn)臺，其旋轉(zhuǎn)驅(qū)動方式是齒形塊鏈條驅(qū)動，組合有液壓傳動的2臺升降臺及13臺升降塊。這種鼓筒式大轉(zhuǎn)臺的性能毋庸置疑，但投資額度頗高。

2 雙層大轉(zhuǎn)臺的舞臺工藝特點(diǎn)

通過綜合考慮戲曲劇場演出形式的特點(diǎn)、總結(jié)過去工藝配置的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，本著經(jīng)濟(jì)實(shí)用、功能恰當(dāng)、擴(kuò)展方便的原則，策劃者設(shè)計了雙層大轉(zhuǎn)臺。

雙層大轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)方案示例如圖1所示。雙層大轉(zhuǎn)臺為上下兩層旋轉(zhuǎn)臺面，臺面直徑16 m，上層臺面設(shè)有棋盤式空格21個，每空格尺寸為2.5 m×2.5 m，空格都被活動臺板覆蓋，活動臺板可以拆卸，空格下可根據(jù)需要隨機(jī)安裝升降塊，實(shí)現(xiàn)升降功能。每件活動臺面中心又設(shè)1 m×1 m的特技孔，且用蓋板覆蓋，當(dāng)需要特技孔時去掉蓋板可表演特技魔術(shù)。下層臺面可隨機(jī)安裝升降塊、演員升降小車，利于演員藏匿及通行。

該設(shè)備具有以下舞臺工藝特點(diǎn)：

（1）大臺面的旋轉(zhuǎn)可滿足戲曲劇場演出時切換場景的需要，保證主要的基本功能，臺面直徑根據(jù)劇場臺口寬度確定。近年來，由于兼顧其他演出形式的需要，戲曲劇場的臺口多設(shè)計為14 m或16 m。當(dāng)臺口寬為16 m時，大轉(zhuǎn)臺直徑可設(shè)為16 m～18 m為宜；當(dāng)臺口寬為14 m時，大轉(zhuǎn)臺直徑可設(shè)為15 m～16 m為宜。

（2）棋盤式空格為靈活配置升降塊留出了更大的擴(kuò)展空間。根據(jù)劇情需要，棋盤式空格可以配置為升降塊，實(shí)現(xiàn)升降與旋轉(zhuǎn)的復(fù)合運(yùn)動。

（3）采用剛性鏈、柔性齒條或大螺旋等傳動方式，升降塊的升降行程可滿足常規(guī)演出的需要。本示例升降塊可實(shí)現(xiàn)不少于2.6 m的降程和任意合理的升程，使用的靈活性更大。

（4）根據(jù)需要可在同排空格全部安裝同樣形式的升降塊，進(jìn)行同步控制運(yùn)行，能夠?qū)⑴_面上的大型道具或演員同時頂升，起到條形升降臺的作用。

（5）特技孔為演出不同的特技設(shè)定了更加靈活多變的位置，根據(jù)需要可常配少量臺數(shù)的演員升降小車。

（6）活動臺板或特技孔蓋板都是在升降塊（或演員升降小車）安裝就位后由該設(shè)備頂出臺面，活動臺板上安裝走輪，蓋板可隨時移走。此時，升降設(shè)備將空洞堵塞，以免發(fā)生人員跌落危險，演出時根據(jù)需要再降。

（7）大轉(zhuǎn)臺體量結(jié)構(gòu)合理，重量輕，易于控制其精確定位。由于土方機(jī)坑淺，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用均可達(dá)到合理均衡，而不致浪費(fèi)。

3 雙層大轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1 大轉(zhuǎn)臺的細(xì)化結(jié)構(gòu)

為滿足上述工藝要求，對設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)化設(shè)計，如圖2所示。上層臺采用井字梁結(jié)構(gòu)形成棋盤式空格，由于交叉處可適當(dāng)設(shè)置立柱，故設(shè)計時在滿足承載的前提下可將井字梁的結(jié)構(gòu)高度降低，經(jīng)力學(xué)計算，本示例鋼結(jié)構(gòu)高度不超過600 mm，使下部有充分的高度空間。井字格以外的區(qū)域?yàn)閯傂约墚愋瘟⒅?，保證了整體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

井字梁交叉處的空格口部設(shè)置有特殊的扣件結(jié)構(gòu)，可使每塊活動臺板向下穩(wěn)定扣緊，并向上易于脫開，且不影響空口截面，便于升降塊上下運(yùn)行?；顒优_板兩側(cè)帶有活動腳輪，當(dāng)升降塊將其頂出臺面后可輕松推走。特技孔蓋板處設(shè)置有活動搭扣，蓋定時鎖緊，去蓋后搭扣隱藏，不影響演員小車升降通行。下層臺為輻射梁結(jié)構(gòu)平臺，轉(zhuǎn)臺周圍設(shè)有安全欄桿及上人踏步梯。

中心軸設(shè)置回轉(zhuǎn)支撐，用于定心及中心支撐，中軸上裝有3套導(dǎo)電滑環(huán)，2套用于升降塊或演員小車供電，該滑環(huán)備有充足的通路和安培數(shù)，以備機(jī)動升降設(shè)備使用。另1套滑環(huán)用于必要的燈光供電。當(dāng)用電設(shè)備較多時，臺內(nèi)設(shè)備控制箱設(shè)在轉(zhuǎn)臺下層臺面上。這些都可根據(jù)需要在裝臺時設(shè)置，此處的設(shè)計留有充分的擴(kuò)展余地。

旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的主要承載及運(yùn)行是設(shè)置在近周邊處的鋼軌支撐走輪。鋼軌及支撐走輪的設(shè)置位置近似于井字梁端部立柱下部（直徑13 m處），便于傳遞載荷。支撐走輪采用雙輪浮動式部件，結(jié)構(gòu)使兩輪的軸線指向轉(zhuǎn)臺中心，減少摩擦損失，且自動調(diào)整著力。走輪直徑為400 mm，共20組。

驅(qū)動方式采用多臺摩擦驅(qū)動，可吸收振動與沖擊，使運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲低。且摩擦帶與驅(qū)動機(jī)設(shè)置于轉(zhuǎn)臺邊緣（直徑15.5 m處），使驅(qū)動機(jī)減速比及轉(zhuǎn)矩最小。摩擦驅(qū)動的缺點(diǎn)是傳動有可能打滑，致使單臺驅(qū)動機(jī)的瞬間速度傳遞不一定保持連續(xù)性。故本設(shè)計采用在摩擦帶外周設(shè)置一圈鏈條，通過小鏈輪傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動到絕對值編碼器（見圖2中“9測距機(jī)構(gòu)”），以便可靠地測定位置，使誤差最小。同時，轉(zhuǎn)臺周邊某處設(shè)置單聯(lián)行程開關(guān)，可使控制系統(tǒng)進(jìn)行位置歸零，以便判定臺面井字格方向。

3.2 驅(qū)動機(jī)設(shè)計計算

按同時安裝5臺升降塊進(jìn)行設(shè)計計算。

（1）功能參數(shù)

①臺面規(guī)格：

D=16.00 m（面積 =201.00 m2）

②運(yùn)行速度（邊緣）：

v=0.01 m/s～1.00 m/s

③額定載荷：

Qe=2.50 kN/m

④靜態(tài)載荷：

Qj=5.00 kN/m2

（2）初步計算

①臺架自重：

Qz=4.20 kN/m2

（其中包含雙層轉(zhuǎn)臺鋼架、雙層木地板、5臺升降塊自重及其升降慣性力。慣性系數(shù)按1.5）計算。

②移動負(fù)荷：

③支撐輪支撐負(fù)荷：

其中，忽略中心回轉(zhuǎn)支撐的支撐載荷，載荷全部分?jǐn)偟街屋喩?。使計算簡潔且偏于安全?/p>

④支撐輪運(yùn)行靜阻力：

式中：

K—附加阻力系數(shù)，1.30，其中包括軌寬差摩擦和導(dǎo)軌不平因素；

r—車軸半徑65 mm;

R—車輪半徑，200 mm。

⑤轉(zhuǎn)臺阻力矩：

⑨初選電機(jī)功率：

Kg—加速慣性力系數(shù)，按臺體轉(zhuǎn)動慣量計算后取1.6；

Kd—多機(jī)不平衡系數(shù)，1.2。

最終選用6臺2.2 kW電機(jī)，并配置相應(yīng)的減速器。其余校核計算從略。

4 小結(jié)

雙層大轉(zhuǎn)臺具有較高的擴(kuò)展性，投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用合理，更適合于我國戲曲劇場的舞臺臺下設(shè)備的功能要求。本方案已應(yīng)用于浙江金華中國婺劇院劇場，設(shè)備運(yùn)行良好。當(dāng)需要臺面水平平移設(shè)備時，可配置自由運(yùn)動式平移車臺，實(shí)現(xiàn)三維運(yùn)動效果。

注：本文得到國家科技支撐計劃項(xiàng)目，“舞臺效果裝備控制集成系統(tǒng)”課題（課題編號：2012BAH38F01）的資助。致謝：本項(xiàng)目在豐其云老師和嚴(yán)華峰老師指導(dǎo)下完成，本文撰寫得到魏發(fā)孔老師指導(dǎo)。在此一并感謝。

[1]段慧文等， 舞臺機(jī)械工程與舞臺機(jī)械設(shè)計[M]. 北京：中國戲劇出版社，2013.

[2]GB/T 3811—2008起重機(jī)設(shè)計規(guī)范[S]. 全國起重機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

（編輯 薛云霞）

Process Characteristics and Structure Design of Chinese Opera Theater Double-deck Big Revolving Stage

SONG Yao-jun
(Zhejiang Dafeng Industrial Co., Ltd.(Hangzhou) Stage Design Institute, Hangzhou Zhejiang 315400, China)

It was introduced that the process characteristics of the double deck big revolving stage was suitable for Chinese opera theater and the structure design was used for meeting the needs of these characteristics in order to provide reference for this kind of distribution and design.

Chinese opera theater; big revolving stage; process characteristics; structure design

10.3969/j.issn.1674-8239.2014.12.012