江苏大剧院戏剧厅的舞台机械系统
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作者:戴明 毕高 朱宵 邓炜
[摘要]介绍江苏大剧院戏剧厅舞台机械的特点及其结构形式。
[关键词]江苏大剧院;戏剧厅;舞台机械;台上设备;台下设备
文章编号：10.3969/j.issn.1674-8239.2019.06.012
1概述
江苏大剧院戏剧厅采用镜框式舞台，由主舞台、左右侧舞台、后舞台等组成。主舞台设置转台及双层升降台，左、右侧台配有灵活移动的车台，台口前设置乐池升降台。
舞台剖面图见图1。主舞台的上空布置了电动吊杆、分段式灯光吊杆、单点吊机以及侧吊杆等吊挂设备，供演出时使用。在载荷允许的情况下，各吊杆可任意组合使用，每一侧的侧吊杆既可挂灯也可挂景。另外，还有可调节台口大小的假台口、消防专用的防火幕和具有对开和提升两种方式的大幕机等舞台机械设备;侧舞台上空布置有悬吊设备;二道幕机构可根据需要挂在任意的电动吊杆上，对舞台进行表演上的分区。主舞台上方的单点吊机有可移动的钢丝绳吊点，台唇上方设置固定点单点吊机，既可单独使用，也可任意组合使用，从而提高舞台布景与使用的灵活性，丰富表演内容和效果。
舞台台下设备包括：1块主舞台鼓筒式转台，3块转台内双层升降台，1块乐池升降台和1套乐池升降栏杆。侧舞台设置了6套侧车台以及配套的补偿升降台。
主舞台转台是现代化机械舞台的主体，是台下舞台机械设备最重要的组成部分。它能够灵活丰富地变换舞台形状，通过升降台相互组合，改变升降高度，使整个主舞台在平面、上下及旋转之间变化。
2台下设备
2.1鼓筒式转台
鼓筒式转台是戏剧厅台下最重要的舞台机械设备，也是戏剧厅所有机械设备里最为复杂、技术难度最高的设备。驱动装置采用齿轮驱动类型，连同3相异步电机，配有4台电机及传动装置，电子同步。具体参数如下：
转台直径：18m;
有效静載：上层台板7.5kN/m2，下层台板5.O kN/m2;
有效动载：上层台板3.5kN/m2，下层台板1.0kN/m2：
旋转速度：转台外边0.01m/s～1.0m/s，可无级调节。
转台的直径达到18m，转台为双层结构，位于主舞台上，同时转台内部包含3块双层升降台。其传动装置在中心，采用齿轮传动，外圈配置支撑轮的组合支撑形式，整个转台处于简支梁体系中，受力条件佳，有利于保持转台旋转动作时的稳定性。鼓筒式转台的剖面图见图2。
鼓筒式转台的最大特点是预留了车台运行的通道，即在标高3.0m处，转台钢结构预留了大于12m宽的通道，此区域内无任何对上层台板的支撑立柱，能保证侧车台顺利通过。
转台的旋转驱动设置在底部回转支撑上，驱动装置的齿轮与回转支撑上的齿轮啮合，通过将多组驱动机构同时带动回转支撑转动，从而达到转台的旋转，见图3。这样不但将转台的支撑与转台的旋转驱动有机地结合在一起，还具有结构简单、运行刚性高、定位准确、运行噪音低和加速性好的优点。
2.2侧车台
该车台的特点是既可以平行于舞台中轴线运动，也可以垂直于舞台中轴线运动，并能够控制运行状态，准确停位，不足在于不能同时在两个方向上运动。主要参数如下：
有效静载：5.O kN/m2;
有效动载：2.5kN/m2;
有效行程：约21m;
运行速度：0.01m/s～O-3m/s，可无级调速。
其驱动形式为摩擦轮驱动，在运动的两个方向上设置了独立的驱动装置，系统可根据需要将相应运行方向的驱动轮与地面接触，并收回另一方向的驱动轮，使车台在相应方向上都能顺利地运行。同时在两个运动方向上设置了刚性导向，系统可根据需要，将相应运行方向的导向板切入轨道，并收回另一方向的导向板，使车台在两个方向上都能获得可靠的导向。
由于车台仅约20cm厚，在这个空间内需安装全部设备，包括检测系统、电气系统、控制系统、驱动装置（含电动机、减速机、换向器、万向轴等）、电动锁定装置、限位开关以及电池组等设备，并可实现无线遥控，其设计难度较大，所以到目前为止，该类型的侧车台在国内的大型剧场内使用尚属首次。
2.3双层升降台
升降台位于鼓筒式转台内，与舞台横轴平行，升降台采用无振动型钢结构，见图4。具体参数如下：
驱动装置：3相异步电机带动钢丝绳驱动，见图5;
有效尺寸：宽度12m，深度3m;
有效静载：上层台板7.5kN/m2，下层台板1.5kN/m2;
有效动载荷：上层台板5.0kN/m2，下层台板1.5kN/m2;
倾斜载荷：静载为7.5kN/m2，动载为O kN/m2;
有效行程：升降约8m，倾斜约6。;
升降速度：约0.01m/s～0.3m/s，无级变速;
倾斜速度：边缘0.02m/s，定速。
升降台在上下两个方向上遵守规定的行程，升降台能够停留在行程范围的任何位置。升降台包括一个可以向观众厅方向倾斜6。的上层台板和一个下层台板。两层台板带有安全挡板。每个升降台有5个演员活门。
2.4乐池
乐池升降台采用高速性能钢丝绳驱动方式，其宽度为14m，深度为3m，见图6。乐池升降台都配置了两套独立的电机、减速机和卷简装置的驱动系统。两套驱动分别连接升降台的一个侧边，并在升降台台体的两边分别设置拉线编码器，用以收集该侧台体的真实运行情况。控制系统通过收集到的台体运行信息，驱动两套驱动装置独立运行，根据台体运行状况实时调节，有效控制台体高速运行时不发生偏斜。 3台上设备
3.1吊杆
吊杆包括主舞台吊杆、后舞台吊杆、侧舞台吊杆等，升降采用电动卷扬方式，采用德国TR绝对值/增量二合一的编码器控制运行，吊杆杆体端部设置可伸缩杆，并配有锁紧螺栓，保证杆体调整到位后可以牢固固定。主舞台吊杆主要参数如下：
驱动装置：卷扬驱动，使用三相异步交流电机;
吊杆长度：21.0m+2×0.40m，可伸缩;
额定载荷：7.5kN;
升降高度：约22.15m;
升降速度：0.01m/s～1.3m/s，可无级调节;
吊杆间距：250mm。
3.2灯杆
灯杆吊杆分为左、中、右三段，每个灯光吊杆驱动由两台卷扬机组成，悬吊灯杆，采用德国MAYR低噪音双制动器及TR绝对值/增量二合一的编码器进行运行控制。其主要参数如下：
驱动装置：电机卷扬驱动，使用三相异步交流电机;
外杆载荷：3.0kN;
内杆载荷：8.O kN;
升降高度：约21.10m;
升降速度：0.01m/s～0.3m/s，可无级调节。
3.3大幕机
大幕机位于台口墙和假台口上片之间，大幕有以下打开方式：垂直提升下降式及水平对开对关式。每种打开方式都由一个独立安装的卷扬机控制，采用德國MAYR{k～噪音双制动器及TR绝对值/增量二合一的编码器进行运行控制。其主要参数如下：
驱动装置：水平及提升均采用带有3相异步电机的卷扬驱动;
有效行程：水平每侧约12m，升降24.15m;
移动速度：0.01m/s～1.5m/s，可无级调节。
大幕机的水平移动装置使用钢结构桁架的运行导轨，在导轨上还安装了滑轮导向装置，用于水平吊机的钢丝绳和导向轮一起安装在该导轨上。垂直运行的导轨位于台口两侧，2根导轨位于舞台面上方3.5m和栅顶之间，导轨末端将配备锥形开口，将大幕机导入导轨中。
4结语
江苏大剧院戏剧厅舞台机械具有鲜明特点。侧车台在整个舞台平面高度不变的情况下，可以前后左右穿越整个舞台面;侧车台还可以驶到主舞台升降台上锁定后随同主舞台升降台一起升降，或者随转台一起旋转，实现特殊的演出效果。分段式灯光吊杆在使用中灵活方便，可以实现一组灯杆上的左、中、右三个独立灯杆在不同的高度，满足演出中灯光造型的需求。当然，舞台机械也存在一些不完备的地方，如转台设计为中心传动，相对转台外圆传动来说，这种设计导致转台由旋转到停止的过程中扭矩过大，需要更长的缓冲时间。但总的来说，该厅的舞台机械配置在国内仍属于配置较为齐全，功能较为完善的大型戏剧厅。
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