裝配式的臨時看臺的應用特點與分析

裝配式的臨時看臺受場地限制小，安裝方便，可重復使用，適合各種室內外活動。近幾年來，歐美等國家在大型體育賽事和社會活動中廣泛采用了這類看臺，取得了良好的社會經濟效益，北京奧運會上，國家體育館、水立方等十四個競賽場館利用裝配式臨時看臺近八萬個座位，充分體現了“綠色奧運，科技奧運”的理念。

第一，結構形式。

組合式臨時看臺由支撐結構、看臺體系、通道體系和維修體系四部分組成，由于支撐結構廣泛采用組合式腳手架而得名，此類腳手架焊接在橫桿與立桿的適當位置，用于與C型、U型立桿進行連接，安裝時將兩扣件以適當的形式相扣，再由鎖銷穿插其間實現橫、立桿的連接，上下立桿采用內插套管連接，為便于在節點上安裝斜桿，組合式結構的斜桿端部特意做成扁平狀。

在這種情況下，節點中的鎖銷傾斜角度要比摩擦角小得多，在重力的作用下，鎖銷處于自鎖狀態，保證了C型和U型卡不會滑動，使得臨時看臺安裝快速而不留安全隱患。

雖然梯形梁的規格有限，但看臺的布置仍然多種多樣，可根據場地的不同布置成弧形或直線形；立面斜桿的構造靈活，可同時設置格構柱和單字型，由單字型布置可知，單字型結構抗側剛度較大。

第二，結構分析。

在短期內，臨時看臺將承載大量的人群活動，設計上的任何不適當都可能導致重大事故。1992年，法國科西嘉省足球場地臨時看臺倒塌，17人喪生。目前國內尚無具體的結構計算規范，但可參照有關規范，借鑒[2]的荷載取值和計算方法，建立三維有限元模型，進行結構的內力、傾覆等方面的分析。

1.計算模式。

模型模擬的重點是節點和斜桿，[3]表明橫桿和立桿的連接是半剛性連接，偏重于鉸接；拉壓性能也與橫桿不同。本文僅對單根節點受力時的力學性能進行了研究，同時對拉(壓)彎剪的力學性能進行了進一步的研究。斜(立)桿端部的異形使其受力產生偏心，桿身的極限承載力、計算長度等必然發生變化。這也是今后研究的重點所在。為了安全起見，在計算時將立桿與斜桿、橫桿的連接近似為鉸接。立柱之間的插接長度180mm，按照歐洲標準，插接長度超過150mm按剛性連接處理；基礎基座采用覆蓋式，可以簡化為鉸接。

2.載荷分析。

由于臨時看臺的使用時間較短，根據等超概率原則，活荷載的值必然小于規范值，因此在計算時應考慮一折減系數，而國內規范中并無此項規定；而將人群荷載作為動荷載，考慮其動力放大效應，需要取系數作為放大因子。一般來說，取×=1.2。人們走動、跳躍時會在踏板面產生一定的水平力，此外，安裝偏差等因素也會在結構上造成二階效應力，因此[2]建議將垂直荷載的6%作為附加水平力。

3.觀眾舒適度。

除了保證其安全之外，臨時看臺還應提供適合其功能的舒適環境。一般而言，自振頻率是評價其舒適度的主要指標。國際工程學會規定結構設計頻率應大于2.8Hz，而我國的《城市人行天橋和人行地道技術規范》規定天橋上部結構的垂直自振頻率不得小于3Hz。因為相關的理論研究才剛剛開始，這些頻率可供計算參考。另外，在頻率計算中，質量的選擇問題也是眾說紛紜。結果表明：質量取結構質量+0.5人群質量時，豐臺壘球場的實測值與計算值基本一致；

4.抗傾覆滑移分析。

由于風向翻轉，上海國際賽車場臨時看臺容易發生傾覆和打滑，這是造成這種危險的一個原因，簡單的地基和地基是造成這種危險的潛在原因。該復合基礎的柱腳簡單地放置在混凝土塊(板材)上，柱腳、基礎和基礎之間沒有牢固的連接，在較大的水平力作用下，臨時看臺可能會打滑和傾覆。為了防止這種意外事故，必須驗證結構在無載荷情況下水平力的作用，使下柱腳不被抬高和滑動。通過計算分析和奧運期間臨時看臺的使用情況，證明該看臺具有較好的抗傾覆滑動性能。

第三，建設措施。

除嚴格計算分析和考慮各種不利因素外，施工中還應采取以下措施提高臨時看臺的安全儲備。在插入立桿之間用螺栓連接后，保證了結構的抗傾覆能力。水平斜桿每隔2-3層布置一道，斜桿在角部區域格內作加強作用。立面上每隔5個斜面布滿的斜桿可增加結構的剛度和強度。

第四，研究趨勢。

組合式臨時看臺結構在國內尚屬首創，目前尚缺乏相關的設計規范和成熟的使用經驗，相關研究還比較薄弱。

1.人和結構的耦合。研究表明臨時看臺在人群作用下的動力特性變化很大，需要考慮兩者的耦合作用。

2.基本頻率控制指數。在確定經濟、舒適的頻率指標方面，需要大量的使用經驗和人群負荷的研究成果。

3.結點和斜桿的力學性質。討論組合受力時節點的力學性能及斜桿偏心對結構承載能力的影響。