北京奧運會開幕式中LED舞臺支撐結構的設計和應用

白曉燕，李志強，尹華鋼

（總裝備部工程設計研究總院，北京 100028）

1 引言

近年來，我國的文藝演出行業發展非常迅猛，尤其是各種類型的慰問性室外演出幾乎每天都在上演。但是，不同的表演創意對舞臺的搭建有不同的需求，而且這些室外舞臺與劇場固定舞臺有很大的區別，它們都是臨時性舞臺設施，除對舞臺結構安全性、穩定性有要求外，更重要的是其安裝、拆卸要非常方便，并且應具有較好的經濟性。本文介紹LED舞臺支撐結構在北京奧運會開幕式中的應用。

2 北京奧運會開幕式LED舞臺臺倉的設計

根據北京奧運會開幕式導演團隊的創意，為滿足開幕式文藝表演和LED視頻設備對體育場舞臺的需求，要求在國家體育場的場地中心搭建一個LED視頻舞臺，也就是最后在開幕式中完美呈現在億萬觀眾面前的那幅壯麗的長畫卷。搭建后的LED視頻舞臺要求南北長147 m，東西中央寬36 m，兩端寬24 m（圖1陰影部分）。

根據要求，LED視頻設備不可能直接鋪設在國家體育場場地上，必須為它搭建一個舞臺臺倉。搭建的舞臺臺倉上除鋪設模塊化LED視頻設備，其結構應滿足演出對承載能力、穩定性和安全性等要求，最重要的是要在開幕式結束后緊張的撤場工作中，在短暫的4個小時內將3 000多平方米的LED舞臺臺倉支撐結構拆除出場外，這就需要采取非常精巧的設計。

2.1 技術指標

2.1.1 國家體育場場地技術指標

由圖1可知LED視頻舞臺南北長147 m，東西中央寬36 m，兩端寬24 m，舞臺中央區域標高為+ 0.75 m，向南北兩側延伸并取1.5%斜坡，斜坡至攝影坑邊緣兩端標高為+ 0.31 m。由于奧運會開幕式中為滿足各種舞臺機械設備的放置，國家體育場場內所有模塊化草坪全部撤除，所以，搭建的LED舞臺臺倉的地面條件為國家體育場草坪坑。國家體育草坪坑標高比塑膠跑道低0.3 m，東西向3‰放坡；并且在舞臺臺倉下方布設許多復雜的運動機械設備，對舞臺臺倉支撐結構間距設計提出特殊的要求。

2.1.2 LED視頻設備技術指標

由圖2和圖3可以看出：LED視頻設備是由LED彩磚和龍骨架結合組成，龍骨架鋪設在舞臺臺倉上，LED彩磚固定鋪設在龍骨架上。因此，舞臺臺倉支架的設計要符合龍骨架的固定要求。LED龍骨架采用鋁合金材料，尺寸為0.75 m ×2 m，單邊鋁合金梁支撐長度≥5 cm；LED彩磚尺寸為0.75 m ×0.5 m，重量20 kg。施加在LED視頻設備上的演出荷載為：均布荷載10 kN/m2，輪壓10 kN（輪距≥1.5 m）。

2.1.3 其他技術指標

北京奧運會開幕式的演出排練時間較閉幕式和殘奧會開閉幕式等其他三個儀式長，從2008年4月～8月長達4個月時間，所有的設備都是在露天環境下工作，經受日曬雨淋的考驗，設備不能出現問題，必須確保萬無一失。并且，為保護塑膠不受污染，舞臺支撐結構必須經過防銹處理。

2.2 設計方案

根據國家體育場場地的復雜條件和奧運會開幕式對LED舞臺臺倉標高的要求，可以看出，現有普通的室外平地舞臺不適用于開幕式LED舞臺臺倉的需求，其必須滿足以下幾點要求：

（1）在4小時內完成所有LED舞臺臺倉支撐結構的拆除工作；

（2）滿足荷載要求、舞臺整體穩定性要求；

（3）舞臺臺倉根據國家體育場場地實際情況，其高度必須是可調節的；

（4）滿足LED視頻設備對舞臺主結構間距及龍骨架支撐長度的需求；

（5）在不影響舞臺機械設備的前提下，布設舞臺臺倉的支撐結構；

（6）采取防銹處理，并采取一定措施保護塑膠跑道。

2.2.1 舞臺結構形式

綜上所述，奧運會開幕式LED舞臺支撐結構必須具備結構形式簡單、拆裝靈活、承載力高、安全性能好的特點。因此，采用了一種新型舞臺結構搭建技術，該舞臺支撐結構是由鋼梁、立柱、縱向與橫向水平桿共同組成的“空間框架結構”，如圖4；并用扣件螺栓擰緊，以保證“空間框架結構”的節點具有足夠剛性和傳遞荷載的能力；設置縱向和橫向支撐，使結構具有足夠的縱向和橫向整體剛度；通過可調節底座解決了現場舞臺高度不確定的問題，滿足各種平面和空間形式變化的需要；并且其拆除非常方便，橫桿采用C型自鎖楔形扣件裝置與立桿的U型卡鉤搭接，施工人員僅需一把小錘子即可將其簡單快捷地拆除。圖5為LED舞臺支撐結構和LED視頻模塊，圖6為支撐結構局部，圖7為可調節底座，圖8為LED舞臺支撐結構全景。

2.2.2 舞臺臺倉的安裝和拆除

與傳統的支撐結構相比，LED舞臺支撐結構采用低碳合金結構鋼，強度高于普碳鋼管，所以結構重量輕、安裝功效高、勞動強度大大降低，并且構件經過灼熱鍍鋅處理，延長了使用壽命。同時，該舞臺支撐結構搭設簡單，施工速度快，對施工現場其他專業的施工影響相對較小，可以滿足工程進行立體、交叉施工，從而使時間和空間更能得到充分利用，為工程按期完工提供可靠保證，實現縮短工期的目的。

LED舞臺臺倉的搭設順序如下：放置縱向掃地桿→立柱→第一步縱向水平桿→第一步橫向水平桿→第二步縱向水平桿→第二步橫向水平桿……

結構拆除時，拆除順序遵循由上而下，先搭后拆，后搭先拆的原則。即先拆鋼梁、斜撐，后拆小橫桿、大橫桿、立桿等，并按一步清的原則依次進行，最終圓滿完成轉場任務。

3 結束語

北京奧運會開幕式LED舞臺臺倉支撐結構與傳統的舞臺結構相比，其架體桿件采用低碳合金結構鋼，強度更高。由于用的是鋼管，所以，架體重量輕，安裝工效高，勞動強度大大降低；并且，產品經過灼熱鍍鋅處理，延長了使用壽命。同時，該結構搭設簡單，施工速度快，比普通舞臺結構搭設節省時間，為工程按期完工提供可靠保證，實現了縮短工期的目的，也保證了北京奧運會開幕式上那張美麗LED畫卷的完美展現。