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第十八届结构设计竞赛 作品展示 小组成员：崔春阳 赵超 林杰 李沁书 目录 0. 背景——哈尔滨阳明滩大桥倾覆破坏 1. 结构方案——构思、选型、布置 2. 结构分析——概念设计、静力动力、最优化 3. 模型制作——制作流程 背景 0.背景 2012年8月24日凌晨5时30分左右，哈尔滨阳明滩大桥车辆严重超载，匝道倾覆，造成3死5伤。 从桥面和桥墩的完整程度看，不是质量问题，而是独柱墩设计问题。 优势：外形美观、节约桥下空间 缺点：抵抗侧向倾覆能力较弱。若一侧载重超过设计值就可能失去平衡，发生倾覆。 结构方案 1.结构方案 设计构思 结构选型 结构 布置 1.结构方案 1.1设计构思 1.2结构选型 1.3结构布置 设计原则：安全性，实用性，经济性。 取胜法宝：优化设计 + 精心制作 1.结构方案 1.1设计构思 1.2结构选型 1.3结构布置 双跨：减小纵梁设计承载弯矩和挠度 箱型纵梁：简单易行，内加隔板 单排柱：减重，为增强纵向侧移刚度在中间增加斜撑 1.结构方案 1.1设计构思 1.2结构选型 1.3结构布置 420 150 380 210 结构分析 2.结构分析 2.1概念设计 2.2中心荷载静力分析 2.3偏心荷载静力分析 2.4结构尺寸优化 2.结构分析 整体倾覆：立柱横向抗弯刚度不足导致横梁或行车道板滑落。 箱梁：工艺简单，自重小。纵梁中加密的横隔板防止箱梁上下表面发生相对位移而破坏。 单排柱：横向抗弯刚度足够抵抗倾覆。（见2.3） 2.结构分析 纵梁静力分析（16*10、18*8两种截面尺寸） 2.1概念设计 2.2中心荷载静力分析 2.3偏心荷载静力分析 2.4结构尺寸优化 中心荷载20KG(长跨跨中) 纵梁3-3惯性矩（16*10） 纵梁3-3惯性矩（18*8） 纵梁最大3-3弯矩 5682.29 5757.84 截面模量W 198 204.44 箱梁下底面最大拉应力 2828最大绝对挠度 19.294 16.921 中心荷载20KG(长跨跨端) 纵梁3-3惯性矩（16*10） 纵梁3-3惯性矩（18*8） 纵梁最大3-3弯矩 3616.19 3658.36 截面模量W 198 204.44 箱梁下底面最大拉应力 18172.结构分析 纵梁静力设计分析 中心荷载20kg 行进至长跨跨中 2.1概念设计 2.2中心荷载静力分析 2.3偏心荷载静力分析 2.4结构尺寸优化 2.结构分析 梁下其余部分静力设计分析 2.1概念设计 2.2中心荷载静力分析 2.3偏心荷载静力分析 2.4结构尺寸优化 立柱：杆件受压稳定性处于安全范围； 柱脚与节点：预加载中由于杠杆原理，受拉节点被拉开，斜撑下部节点被剪断。所以制作用于镶嵌的卡口，并且增设节点板加强节点。 2.结构分析 对极限情况偏心荷载15kg静力分析： 2.1概念设计 2.2中心荷载静力分析 2.3偏心荷载静力分析 2.4结构尺寸优化 偏心荷载15KG(长跨跨中) 纵梁3-3惯性矩（16*10） 纵梁3-3惯性矩（18*8） 纵梁最大3-3弯矩 6541.81 6643.08 截面模量W 198 204.44 箱梁下底面最大拉应力 33322.结构分析 取长跨起点工况下变形图分析 2.1概念设计 2.2中心荷载静力分析 2.3偏心荷载静力分析 2.4结构尺寸优化 小车可静止（纵向倾角3.44°） 立柱无问题（横向倾角3.86°） 2.结构分析 纵梁高度与间距协调及横梁承载力验算 Excel规划求解，得到承载力系数最大点 2.1概念设计 2.2中心荷载静力分析 2.3偏心荷载静力分析 2.4结构尺寸优化 2.结构分析 纵梁高度与间距协调及横梁承载力验算 Excel规划求解，得到承载力系数最大点 单梁承载力设计值 纵梁 间距 相应纵梁 最佳高度 满偏载时所需 单梁承载力 承载 系数 是否可满偏载 偏心荷载极限值 质量 改变 13.65 150 16 15.8 36.19 No 14.869 0 16 150 17.7 15.8 38.37 Ok 16.68 5% 最高可承受20kg中心荷载和16.68kg偏心荷载。 2.1概念设计 2.2中心荷载静力分析 2.3偏心荷载静力分析 2.4结构尺寸优化 模型制作 3.模型制作 3.模型制作 3.1纵梁制作流程 3.2节点加固 截取设计大小的木杆及木片 3.模型制作 3.1纵梁制作流程 3.2节点加固 箱型梁的制作 3.模型制作 3.1纵梁制作流程 3.2节点加固 大桥的整体安装 3.1纵梁制作流程 3.2节点加固 3.模型制作 “节点板” 边柱节点板布置 中间柱节点