組合式臨時看臺的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用

一、結(jié)構(gòu)形式。

組合體臨時看臺由支撐結(jié)構(gòu)、看臺系統(tǒng)、走道系統(tǒng)、維修系統(tǒng)四個部分組成，因其支撐結(jié)構(gòu)多采用組合式腳手架而得名，該腳手架在橫桿和豎桿的適當(dāng)位置焊上C型卡.U形卡，安裝時把兩個扣件按適當(dāng)形式扣緊，然后用鎖銷穿插其間實現(xiàn)橫.立桿的連接，上、下立桿之間采用內(nèi)插管連接，為了便于在節(jié)點上安裝斜拉桿，裝配式結(jié)構(gòu)的斜桿端特意做成平面形。

在此節(jié)點中，由于鎖銷的傾角遠(yuǎn)小于摩擦角，鎖銷在重力作用下處于自鎖狀態(tài)，保證了C、U型卡不會滑動，所以臨時看臺在快速安裝時不會留下安全隱患。

階梯形梁是臨時看臺的關(guān)鍵部件，用鋼管和方管焊接而成，而升高h(yuǎn)則由看臺視線分析確定。有250mm或更多四個規(guī)格，步幅寬度L決定觀賞者的舒適度，[1]根據(jù)[1]關(guān)于無背方凳看臺間距的規(guī)定，L取值為750mm。

雖然梯形梁的規(guī)格有限，但看臺的布局又是多種多樣的，根據(jù)場地的不同可分為弧形或直線形；立面斜桿的結(jié)構(gòu)也非常靈活，有格構(gòu)柱形和字形，從抗側(cè)剛度分析可看出一字型布置抗側(cè)剛度較大。

二、結(jié)構(gòu)分析。

在短期內(nèi)，臨時看臺可以承載大量的人群活動，設(shè)計上的任何不恰當(dāng)都可能引起重大事故。一九九二年，法國科西嘉省足球場的臨時看臺倒塌，17人喪生。臨時性看臺的結(jié)構(gòu)計算，盡管國內(nèi)尚無具體規(guī)定，但可參照有關(guān)規(guī)范，并借鑒[2]的荷載取值和計算方法，建立三維有限元模型，對結(jié)構(gòu)進行內(nèi)力.翻轉(zhuǎn)等分析。

1.計算模式。

模型模擬的重點是結(jié)點和斜桿，[3]說明橫梁連接采用偏置式半剛性連接，其拉壓性能也不同于橫桿。上述研究僅限于單個受力情況下的受力特性，而拉(壓)彎剪的受力性能尚需進一步研究。斜桿端部的變形使斜(立)桿受力發(fā)生偏心，桿的極限承載力.計算長度等必然變化。這是今后研究的重點和方向。為了安全，在計算中，豎桿和斜桿的連接近似為鉸接。立桿之間的插接長為180mm，按照相應(yīng)的歐洲標(biāo)準(zhǔn)，插接長超過150mm，按剛性連接考慮；基座為上蓋，可以簡化為鉸接。

2.負(fù)荷分析。

臨時性看臺使用時間較短，根據(jù)等超概率原理，活荷載的值一定要小于規(guī)范取值，在計算中應(yīng)考慮一折減系數(shù)，國內(nèi)規(guī)范對此未作明確規(guī)定；同時將荷載作為動荷載，考慮其動力放大效應(yīng)，需要取系數(shù)作為放大因子。一般而言，取×=1.2。人們走動跳會在腳踏面上產(chǎn)生一定尺寸的水平力，此外，安裝偏差等因素也會在結(jié)構(gòu)上形成二階效應(yīng)應(yīng)力，考慮這些影響[2]建議附加水平力取豎向荷載的6%。

3.觀眾的舒適度。

在保證安全的前提下，臨時看臺應(yīng)該提供適合其功能的舒適度。一般而言，自振頻率是評價其舒適度的重要指標(biāo)。ICE在designandpracticeguides-Dynamic中規(guī)定，結(jié)構(gòu)設(shè)計頻率應(yīng)大于2.8Hz；我國《城市人行天橋與人行地道技術(shù)規(guī)范》規(guī)定天橋上部結(jié)構(gòu)的自振頻率應(yīng)小于3Hz。這些頻率可作為有關(guān)理論研究的參考，為計算提供參考。另外，計算頻次時的質(zhì)量選擇也存在較大分歧。比較豐臺壘球場的實測值與計算值，其質(zhì)量取結(jié)構(gòu)質(zhì)量+0.5人口質(zhì)量，兩者吻合較好。

4.反傾覆滑動分析。

上海國際賽車場臨時看臺被吹倒，是臨時看臺易發(fā)生傾斜滑移的危險之一，基礎(chǔ)設(shè)施簡陋是造成這種危險的根本原因。這類覆蓋式基礎(chǔ)的柱腳很簡單地放在混凝土板(木板)上，柱腳.基礎(chǔ)與地基之間沒有牢固的連接，在較大的水平力作用下，臨時看臺會發(fā)生滑移和傾斜。為了避免此類事故的發(fā)生，必須檢驗結(jié)構(gòu)在空載時水平力作不被提起或不會發(fā)生滑移。通過計算分析和在奧運會期間使用的臨時看臺，證實了這種看臺的抗傾覆滑移效果較好。

三、建設(shè)對策。

由于計算分析、考慮各種不利因素，臨時看臺在施工中還應(yīng)采取以下措施，以提高結(jié)構(gòu)的安全儲備。

1.立桿之間用螺栓聯(lián)接，以確保結(jié)構(gòu)的抗傾覆能力。

2.水平斜桿每2-3層布置一條斜桿，并在角部區(qū)域放置斜桿作加固。

3.建筑立面每5個滿布斜桿提高結(jié)構(gòu)的剛度和強度。

四、研究趨勢。

組合式臨時看臺是我國最早采用的結(jié)構(gòu)形式，目前還缺乏相關(guān)的設(shè)計規(guī)范和成熟的使用經(jīng)驗，相關(guān)的研究工作相對薄弱。

(1)人和結(jié)構(gòu)相結(jié)合。[5][5]指出了臨時看臺在人群作用下的動態(tài)特性發(fā)生了很大變化，必須考慮二者的耦合作用。

(2)基本頻率控制指標(biāo)。為了確定一種既經(jīng)濟又能滿足舒適度的頻率指標(biāo)，需要對其進行大量的使用經(jīng)驗和人群荷載研究。

(3)節(jié)點和斜桿的機械性能。研究了聯(lián)合受力時節(jié)點的受力特性及斜桿偏心對結(jié)構(gòu)承載力的影響。