大学生结构设计竞赛赛题单跨双车道桥梁结构模型设计与制作.docx

大学生结构设计竞赛赛题单跨双车道桥梁结构模型设计与制作 大学生结构设计竞赛赛题单跨双车道桥梁结构模型设计与 制作 主办单位：AA建设教育协会 承办单位：AA理工大学XX分校 竞赛日期：2022年11月23日26日 1 竞赛题目和内容 1.1 竞赛题目单跨双车道桥梁结构模型设计与制作 竞赛模型为单跨双车道桥梁结构，采用白卡纸为材料制作，具体结构形式不限，图1为示意性结构模型。模型承受的车辆荷载由牵引小车施加。 图1模型结构示意图 1.2 竞赛内容 竞赛内容包括：理论方案、模型制作、作品介绍、加载试验。 2 理论方案要求 2.1 理论方案 理论方案内容包括方案图和计算书。 （1）方案图：应包括结构作品效果图、结构布置图、主要构件和节点详图。 （2）计算书：应包括结构计算简图的选取、荷载分析、内力分析、承载能力估算等。 2.2 理论方案格式和要求 （1）封面（见附件一），第一页为300字左右的摘要，其后为方案图和计算书。除封面外，其余各页面上均不得出现参赛学校和个人的姓名等信息，否则理论方案按零分计。 （2）理论方案要求用A4纸双面打印，一式三份于规定时间内交到竞赛组委会，逾期作为自动弃权处理。 3 模型制作要求 3.1 模型制作材料和工具 竞赛期间，承办方为各队提供如下材料及工具用于模型制作： （1）白卡纸：4张（A0号，约250g/张，平均厚度约0.3mm/张） 白卡纸力学性能参考值：弹性模量1500MPa，顺纹抗拉强度22.2MPa，抗压强度7.0MPa。 （2）白乳胶：2瓶（225ml/瓶） （3）砂纸：2块（200mm×200mm） （4）棕线：1捆（仅限制作拉索结构形式的参赛队领用。拉索结构形式，包括绳索使用在桥面上部结构的拉、悬、吊、张弦等方式，不允许将绳索使用在桥面下部结构的张拉。） 制作工具：2把美工刀，1把剪刀，1支2B铅笔、干燥剂1份、大塑料袋一只。 注：材料不足可现场领取，其中每队额外领取数目：白卡纸不超过两张,白乳胶不超过1瓶，棕线不超过1捆。 各队可携带尺子、三角板、圆规、电吹风以及其他辅助制作工具。但不允许自带任何模型材料（含白卡纸、白乳胶、502胶水等，若发现立即取消参赛资格）。 3.2 模型制作内容 （1）结构形式 结构形式不限；模型的主要受力构件应合理布置，整体结构应体现“新颖、轻巧、美观、实用”的原则，并保证桥梁结构能平稳安装与支座上，不发生倾覆等破坏。 （2）模型尺寸要求（见图2） 模型的桥面长度850mm±5mm，模型的外轮廓横向最大宽度不得大于300mm，桥面设置二个车道，每个车道净宽不得小于100mm，车道间设20mm隔离带，桥面车道要求蒙皮满铺，并画好双车道的车道线，停车区。车道桥面高差不得大于5mm。桥面以下的模型高度不得大于300mm，桥面总宽度不小于220mm。桥面以上结构物高度不限，但需要满足车道通车要求, 模型应具有一个纵向对称面。 桥面要求满铺且能承受加载小车的荷载。模型除与支座、两端活动压板（提供竖向向下压力）、支座垂直面接触外，不能与支座的其它部位接触。为保证小车能够顺利通过和挠度测量，模型应根据加载小车的尺寸，预留足够的通行空间，且其上部结构不影响测量装置的安装，测量装置见图4。比赛用支座、加载装置、测量装置等均由主办方提供。 （3）支座条件（见图2） 加载装置设置两个支座，两个支座的内侧距离800mm，不可移动，支座宽度为30mm，沿桥面横向长度300mm，支座表面平整。两个支座均可为模型提供竖向支承。 图2 模型安装及支座示意图（单位：mm） （4）挠度测点的布置 在跨中中心点布置挠度测点，测点处加贴两层原厚度白卡纸，面积20×20mm。 （5）加载小车尺寸 加载小车外轮廓尺寸为长200mm，宽90mm，车厢高150mm，如图3。 图3 小车示意图（单位：mm） 4 加载步骤及要求 4.1 加载前准备 （1）模型称重：将制作好的桥梁模型进行称重，重量数值精确到0.1g，作为考核模型自重的依据。 （2）参赛队员进入比赛现场，由2名队员负责把模型安放在支座上（模型与支座不允许粘结），此过程不超过2分钟，然后工作人员安装百分表于模型跨中断面中心点上，并固定百分表使之稳定，再将读数置零。同时由另1名队员对模型作品名称、构思、特点等进行陈述，作品介绍不超过2分钟。 （3）参赛队伍均在全部参赛队比赛前提交两次极限加载重量，比赛中不得临时更改。 4.2 加载步骤 先进行定额加载，如果不发生4.3中规定的加载失效情况，再进行极限加载。 （1）定额加载 加载物为小车内装钢珠，加载前进行称重，两小车加钢珠总重分别为4kg和6kg，按下列步骤进行加载操作，如图4。 采用两辆重量不同的移动小车。小车重量分别为4kg和6kg。 一名选手牵引一辆6kg小车，在两车道中的任一车道移动，行至跨中停车区位置时暂停。 同时，另一名选手牵引一辆4kg小车，在另一车道移动，行至跨中停车区位置时暂停。 当两辆小车均处于跨中时静止10秒，小车与停车区前后允许偏差±5mm。 两小车继续向前匀速移动，退出整个模型。 小车通过整个模型的时间限定在60秒之内（含处于跨中静止10秒的时间）。 若不发生4.3中规定的情形，则进行极限加载。 （2）极限加载 采用一辆移动小车，加载小车重量范围9kg15kg，分13个级别，,每0.5kg 为一个级别。参赛队有两次加载机会，加载重量按赛前提交的加载表数据执行，若第一次加载失效，则不能进行第二次加载，取两次加载有效重量的最大值记为该项成绩。 一名选手牵引一辆移动小车，在两车道中的任一车道移动，通过模型。 当小车行驶至跨中停车区时，须停止10秒，小车与停车区前后允许偏差±5mm，然后前进。 小车通过整个模型的时间限定在60秒之内。