剧场舞台机械安全问题探讨

舞台灯光网舞台机械资讯更新时间：2010-9-17 8:54:07　编辑：靖云　[ 大中小 ]

　　随着时代的进步，人们越来越注重精神文明生活的质量。因此全国各地影、剧院的兴建也越来越多，档次越来越高，舞台设备也越来越复杂、先进、因此，对安全问题就显得特别重要，我国对这些文化设施的建设及使用时有关的规范规程还不够健全，有的甚至还是空白。正由于这样我国各地不断传出舞台设备出现事故，如：2002年9月11日中国新闻网报导，9月9日晚辽宁省营口市辽可大剧院布景吊杆失控跌落砸死1人，砸伤1人，诸如此类吊杆失控事件国内还有多起，升降台、车台撞伤演员的事也常有发生。为了舞台设施的安全我们作了一番调研，现将一些有关舞台设备安全问题提出，供舞台设备生产厂家、剧院舞台的设计部门、舞台设备使用者共同研讨。

　　对舞台机械考核的一个重要指标就是安全可靠。因此运行可靠安全的舞台设备是保证演出成功的重要保障。

　　舞台机械目前在我国属于非标准起重运输机械设备。制造厂家在设计理论上缺少实验基础，这是舞台机械易发生事故的根本原因。由于缺乏必要的实验数据和深入的研究，所以在设计舞台机械时的“可靠性”理论依据不充分。现在各个厂家在设计舞台机械时，往往将设计参数作为确定量，用强度安全系数或许用应力作为判别依据，选取适当的安全系数以达到“可靠性”的目的。而其它的机械设备是根据理论计算结果与实验数据进行对照，作为必要的多次修改。达到“可靠性”的目的。

　　经调研，以我国积累舞台机械实验数据的生产厂家或对舞台设备进行破坏性实验的研究成果真是太少了。归纳目前国内在舞台机械设计安全上主要有以下考虑。

　　（1）设备安全：①在构造方面，如有的厂家生产的吊杆是手动与电动并存，该形式能保证在制动器失灵的情况下不会了现“飞杆事故”；升降台、车台在适当位置安装雷达或者红外线装置，当其在运行时前方遇上障碍物（人）能迅速报警或急刹车。②在安全系数的选用上通常对悬挂物及曳引的钢丝绳选用10～5（前苏联的国标是15）。③合理的吊杆结构、目前因舞台的灯具越用越多，挂景也越用越复杂，所以吊杆荷载也要求越来越大了，而目前市场逐渐推广单卷曳引机，因卷筒长，某生产厂家生产的单卷筒曳引机曾经发生卷筒中心轴在运行中断裂，险些造成恶性事故，经过分析事故原因时发现是制造中心轴的钢材内部疏松，根本承受不了设计所需的扭矩，所以今后生产该中心轴时首先要对钢材进行锻造处理，使材料内部组织结构紧密后才加工制作。
　　目前流行使用双层吊杆，但双层吊杆有制造上的隐患，为了克服这个“隐患”，我们采取如附图设计方法保障其使用的安全。以避免因无缝钢管太薄不易焊接而造成焊接不牢。
　　④关于传动装置如何保证安全，首要一个核心问题就是电动机功率，其功率计算可用常规的简化计算方法，N=(P·v)/102（千瓦）但是计算承载能力应是实际承载能力的两倍，最后可用承载最大扭矩来进行复核修正。

　　电机目前流行选用锥型制动电机，这相当于传动装置有两个制动器，一个是工作制动器，一个是安全制动器。曳引机的驱动卷筒直径应大于钢丝绳直径的48倍，而葡萄架上的导向滑轮直径应大于钢丝绳直径的25倍。减速机应选能自锁的蜗轮蜗杆减速器，我们要特别指出很多人都误认为凡是蜗轮杆减速器都能自锁，其实只有在加工蜗轮蜗杆时切入角大于4度时整个机构才起到有效的自锁作用。

　　对升降型或平行移动型的舞台机械，在设备安全性方面，大多数生产厂家在零部件设计和计算时，强度上都是够的，但是待设备安装好使用一段时间后，往往会出现“卡死”、“噪音”、“相互碰撞”、“运行抖动”等现象，出现这些不是设计本身问题，而是机械内部应力造成。生产厂家没有对外形尺寸庞大的零部件，钢结构件进行内应力时效处理，至使残余应力破坏了已加工好的精确尺寸。所以业主必须严格要求生产厂家在设备安装前，对零部（构）件进行内应力时效处理。确保设备的安全性。

　　（2）人身安全、电器安全——前面已谈过一些劣质舞台机械对人身安全的危害，其中危害到人身最大安全的还有舞台上空的悬挂设备，如：各种类型的吊杆、灯具、灯光渡桥、灯光吊笼、单点吊机、假台口、柱光架、防火幕、对开大幕、一二道幕等等，这些设备绝大部份是通过钢丝绳悬挂在空中，演出是在动态情况下，因此对钢丝绳有特别的要求，在设计时除选取规定型号钢丝绳外还要选取较大的安全系数，平时的日常维护也很重要，很多剧场使用2～3年后就将钢丝绳更换了，我们很赞成这个措施，因为不管钢丝绳是否磨损，经长期使用其疲劳强度已大大降低，有资料表明起重钢丝绳在长年使用中一年就会使疲劳强度在原基础上降低8％～10％。

　　对于升降、旋转、平行移动的设备，对人身安全最大威胁是定位不准和控制失灵，如果出现这些情况往往会撞伤人（到目前为止国内尚未出现死亡事故），针对这些情况，我国的舞台机械几乎都采用：①机械定位，②电子定位。我们调查认为机械定位较为可靠实用，电子定位从理论上来讲是肯定可行，但是我国一些电子元件性能不稳定，在运行时往往出现参数误差。目前国外逐渐出现数码设备监控、机械定位。这也是我们今后定位设备的发展方向。对于舞台机械的控制现在都采用群控、集控，先进一些的甚至用触摸屏取代按钮开关。这些都是可取的，出现控制失灵有很多出于非设备原因，如在南方地区，因剧场常有一个多月未用，潮湿的空气使电器元件氧化，局部腐蚀或短路，造成控制设备失灵，为了克服这些情况有些剧场每星期都开一两个小时通风，每星期都启劝控制充备，给部份设备运行一个来回，下个星期又给另一些设备转一个来回，在一个月内每台设备都能运转一次。通过这样日常维护，减少舞台设备的非设备原因故障。

　　整个舞台布有很多电缆电线，有强电有弱电。现代舞美设计特别强调灯光，一场综合晚会，往往使用300～400多盏灯具，这些灯具连接的电缆在舞台上到处可见，我们曾亲眼见到在某剧场在大型演出的晚会上电缆超负荷而烧红的险象。所以在选用电缆、开关、接头，接触器等方面要考虑足够的容量和发展。

　　为了配合舞台机械的安装，土建结构留有各种形状的深坑大洞，在各个位置的预埋件、天桥、葡萄架等这些土建构件对人身安全也构成威胁。故栏杆、盖板和安全的楼梯必不可少，特别是舞台上空的葡萄架，这是一个荷载又大，悬挂在屋架下的钢结构件，有很多部门对它的受力情况和作用不了解，往往整个工程结束后现场处理，如南宁市某剧场舞台上的葡萄架，剧场设计漏了设计葡萄架，而业主却找了装饰公司负责设计及施工葡萄架。我们看了这个葡萄架悬挂点的受力情况真是有点不放心。今后在屋架施工时应统一考虑葡萄架的吊点，其受力情况不能低于4KN/m2。

　　目前全国很多市、县正在或准备新建礼堂、文化艺术中心和综合影剧场，我们诚恳的希望从一开始就应对这些会堂、剧院的舞台机械受力荷载、预埋件、预留孔等因素考虑进去，设计要有前瞻性，以免给舞台留下安全方面的隐患。

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