桥梁工程竞赛-成都理工大学.docVIP

成都理工大学生结构设计竞赛 桥梁工程组赛题 第三届成都理工大学生结构设计竞赛组委会 2017. 4. 30 一、竞赛题目 题目：《不等跨两跨桥梁结构设计与模型制作》 竞赛内容：理论方案、模型制作、陈述与答辩、加载试验。 二、参赛对象 参赛对象为在校本科学生，以组队形式参赛，每队参赛学生不得多于 3 人。 三、竞赛要求 1．参赛要求 (1) 每个参赛队只能提交一份作品，并用汉字命名(作品名称不得多于 4 个汉字)。模型名称不得出现参赛学校名称等信息，否则理论方案按零分计。 (2) 每位学生只允许参加一个参赛队，各队应独立完成方案设计与模型制作。 (3) 各参赛队必须在规定时间和地点参加竞赛活动，缺席者作自动放弃处理。竞赛期间不得任意换人，若有参赛队员因特殊原因退出，则缺人竞赛。 2．理论方案要求 （1）内容包括：方案设计摘要，第一部分为方案设计摘要（300 字以内）；第二 部分为模型照片或效果图、主要结构图、计算书等。除封面外，其余各页面上均不得出现参赛个人信息，否则理论方案按零分计。 （2）参赛队必须在规定时间将竞赛报名表、参赛人员名单送至规定地点，逾期作自动放弃处理。 3．模型制作 3.1 模型要求 竞赛模型为桥梁模型，具体结构形式要求：模型结构体系不限，可以是拱梁组合 体系、梁和桁架组合、拱和桁架组合、悬索和梁组合等。体系可以是静定结构，也可 以是超静定结构。可以是无推力结构，也可以是有推力结构。 模型为两跨结构，跨径布置 500mm+1000mm，纵向总长 1500mm，需要制作桥梁 上部和下部结构。 桥梁的类型不限，但必须保持主要承重构件和桥面为连续的，且桥面要求满铺集 成竹片便于铺设加载履带。模型最大水平投影面 200mm×1500mm，桥面到桥墩底部总 高 250mm（误差±5mm）；桥面以上结构高度不限，桥面以下结构高度需满足通航要求： 短跨下小船尺寸为 400mm×100mm、长跨下小船尺寸为 800mm×100mm，如图 1 示。 模型的纵桥向长度为 1500mm（误差±5mm），横桥向宽度为 200mm（误差±5mm），两 端支座处模型高度 50mm（误差±3mm），加载平台、模型以及桥墩尺寸如图 1 示。如 参赛选手设计了桥面纵坡，则桥面纵坡坡度应控制在 3.0%以内（否则无法牵引小车， 无法完成加载，等同于失去比赛资格）， 并保持桥面平顺、连续。不符合要求的模型 直接取消比赛资格。若加载时桥面塌陷导致小车无法行进，或桥面发生破坏，则视为 模型加载失败。 模型桥面以上须保证不小于宽 180mm×高 350mm 的桥面通行净空（为单一净空。 关于净空的概念详见规范 JTG D60-2004 公路桥涵设计通用规范），以用于移动小车加载。整个模型设置 3 个支座，位于一条直线上。两端支座间距为 1500mm（图 1a），设 置下压板，为模型提供竖向约束，防止模型两头上翘。中间一个支座，截面尺寸最大 为 200mm×100mm，模型桥墩底面水平投影尺寸应小于中间支座尺寸，中间支座可为 桥墩提供竖向约束，但不提供水平约束和转动约束。两端支座高度和间距是固定的， 模型只能支撑在 3 个支座上，加载平台见图1。 图1 加载装置 3.2 模型制作材料及工具 集成竹杆材：规格 3×6mm、3×3mm、2×2mm 、1×6mm，每根长 900mm，各30根。 集成竹片材：规格 0.5×1200 mm×420mm， 1片。 集成竹的力学性能参考指标为：密度 0.789g/cm3，顺纹抗拉强度 150MPa，抗压强 度 65MPa，弹性模量 10GPa。 棉蜡线：20米 胶结材料：502 胶（8g 装），5瓶。 制作工具：自备（限尺子、简单刀具、砂纸、剪刀、手套、橡皮、笔、纸等），小型电动工具自备电源。 4、加载测试 加载过程模拟路面不平整，导致过车时引起桥梁结构震动。 先在模型上满铺一条宽 180mm 的铝制履带，履带总重 11kg；履带上设置八个斜坡障碍，履带布置图见图 2，障碍物的位置及尺寸和履带的尺寸见图 3。再在履带上通 过加载小车，小车自重 1500g，小车长 220mm，宽 120mm，高 200mm，小车底板离地 高度 50mm，左右轮距 80mm，前后轮轴距 180mm，具体尺寸见图 4。 图 3 障碍物的位置及尺寸 图 4 小车尺寸 模型加载分为一级加载和二级加载试验两部分，加载规则如下： 4.1 一级加载 参赛选手自行牵引小车从模型一端到达另一端，小车内砝码重量为 10kg。行车方 向为从短跨到长跨。小车行驶时间在 30~60s 之间，行驶过慢或过快扣除相应分数。在 小车行驶过程中，监测长跨跨中挠度，不得超过 20mm。一级加载通过，选手可自行选