西南交通大学结构设计竞赛(桥梁承重组)资料
桥梁设计大赛承重组造型组2015
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Bridge Dept of SWJTU
HarveyHe TOC2
2.桥梁设计构思上的一些原则
2.5“欲擒故纵”原则——反向措施
结构设计中采用预先施加的“反向措施”来提高结构的承载 能力。
2.5.1“预应力”的应用
预应力作用对截面 产生了两个效果：
A.Ny作用下截面受压
B.My=Ny*ey作用下截面受弯
HarveyHe
2.桥梁设计构思上的一些原则
抗拉强度低 抗压强度高 造价低 养护容易
混凝土
结合梁
混凝土翼缘板
拉压强度高 压板易失稳
造价高 养护困难
钢
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HarveyHe
2.桥梁设计构思上的一些原则
2.6“取长补短”原则
2.6.2混合梁的使用
在连续梁和斜拉桥的主梁中，部分采用混凝土主梁，部分采用钢主梁， 这种布置方式称为混合式主梁布置，简称“混合梁”。
结构的适用性
主要由其功能所决定
桥梁适用性 大赛中的体现
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运营荷载的需求
移动加载的体现
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HarveyHe
1.桥梁定义和设计原则的回顾
经济要求
在安全、适用的前提下，经济是衡量技术水平和作出方案选择的主要 因素。桥梁设计应体现出经济特性。对于重大的桥梁工程，必须进行 多方案的比较，详细研究技术上的可行性和先进性以及经济上的合理 性。这样，才能对桥梁的建造消耗、施工、技术发展和今后使用等因 素进行统筹考虑，得出合理的经济结论。
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2.桥梁设计构思上的一些原则
全国大学生结构设计竞赛方案书
建筑体量是平衡的、纤细的，表现手法简洁，实现建筑与结构的有机结合。建筑缓和的斜度增添了比例的美观，获得更多的采光面积多，符合重力和风荷载产生的应力流，加强了建筑的透视感。相比较直上直下的方盒子而言，视觉压力减小了。结合内部功能，这种渐细形式对建筑的多功能有一定的帮助，室内空间离窗户较近，利于直接采光通风。
△
○
○
结构立面与正面形状相互协调
△
△
X
○
○
柱弹性收缩问题
X
△
X
○
○
连接节点过多与否（施工性）
△
△
X
○
○
本结构模型经过对不同结构形式的特性和优缺点进行比较，综合考虑了设计要求、模型制作的复杂性等因素影响，最终选择了撑系框架体系。
五、破坏形式分析·········································14
参考文献·····················································15
附件1························································16
附件2························································18
设计说明书
方案构思
科技的发展，人们意识形态中对高层建筑所具有的特殊标识性的认可，及其所具有的高容积率，在单位面积中获得的高投资回报率，使高层建筑在城市中具有了蓬勃的生命力。但她的密集发展也给城市带来了许多心理学以及社会学方面的矛盾。
全国大学生结构设计竞赛方案书
西南交通大学第十二届结构设计竞赛(A组高层水塔动载)细则
西南交通大学第十二届结构设计竞赛（A组高层水塔动载）细则1.竞赛题目竞赛题目为水塔支架结构，采用有机玻璃制作，具体结构形式不限。
整个系统由小型振动台、水塔支架结构模型和塔顶水箱三个部分组成，小型振动台和塔顶水箱由承办方提供，水箱通过热熔胶固定于塔顶，水塔支架结构模型由参赛选手制作，并通过螺钉固定于振动台台面的底座钢板上。
支架结构模型以受力合理、造型优美、自重轻、水箱振动小为优。
2.竞赛内容竞赛内容包括：理论方案、结构模型制作、作品介绍与答辩和模型振动台加载试验。
3.竞赛要求3.1参赛要3.1.1 参赛者为全日制在校本科生。
每个参赛队由3名学生组成，最好能有一名女生，提倡参赛学生跨专业组队。
各参赛队应独立设计、制作。
3.1.2 每个参赛队只能提交一份作品，并给作品命名。
3.1.3各参赛队必须在规定的时间和地点参加竞赛活动，迟到或缺席者按自动弃权处理。
竞赛期间不得随意换人，若有个别参赛队员因特殊原因中途退出，可缺人继续参加竞赛或整队退出竞赛。
3.2理论方案要求3.2.1 理论方案指模型的设计说明书和计算书。
设计说明书一般包括对方案的构思、造型和结构体系及其他有特色方面的说明，并附上模型的三维建筑图；计算书一般包括结构体系、计算简图、内力分析及承载能力估算等内容（注：对一、二年级和非土木、力学专业类参赛队的计算书不作要求，可直接按一般概念进行设计）。
3.2.2 理论方案力求简明扼要，要求用A4纸双面打印，不超过3张纸计6页，一式五份于规定时间内交到竞赛组委会，逾期作自动放弃处理。
3.2.3 理论方案不单独设置封面，开头部分必须注明作品名称、参赛队员姓名、学号和专业；正文按设计说明书和计算书的顺序编排。
3.3设计制作要求（阅读下文时需参见附图）3.3.1 模型基本材料为有机玻璃板，其额定厚度为1mm，弹性模量为2.6 103MPa，强度为40MPa，比重为1.2。
粘结材料采用AB胶。
制作工具为美工刀、剪子、钢尺、砂纸、锉刀、手动电钻等。
西南交通大学组合结构桥梁第4~6章新版
组合结构桥梁
主讲： 赵灿晖 教授 联系电话：13881914364
四、简支梁桥
4.1构造及设计要点 特点
（1）自重轻、跨度大、梁高小 （2）主梁间距大，桥面板的高跨比可达10~25
四、简支梁桥
4.1构造及设计要点 构造
简支梁桥以钢梁受拉混凝 土板受压，充分发挥钢混 凝土两种材料的优点，是 最适合叠合梁的桥型
浇筑混凝土板时，钢梁承载—整体稳定验算、局 部稳定验算
稳定验算
运营阶段，整体承载——钢结构板件的局部稳定
稳定性验算就本质而言是钢结构的验算，在其他课程中已解 决，这里赘述。
四、简支梁桥
4.5正常使用极限状态验算
由于简支梁叠合梁受拉翼缘为钢，因此不存在裂缝宽度验算的 问题，只需要验算挠度即可。 挠度的验算可参考材料力学或结构力学进行，但刚度需特殊计 算。 叠合梁刚度计算的特殊之处在于需考虑由于剪力键变形所导致 的刚度减小，即钢-混凝土滑移效应导致的刚度折减。
基本假定
（1）交界面上的水平剪力与相对滑移成正比 （2）钢梁与混凝土梁曲率相同，且分别满足平截面假定 （3）忽略混凝土板上掀，二者竖向位移一致
四、简支梁桥
4.5正常使用极限状态验算
1.考虑滑移的刚度和变形验算
微元分析
以承受跨中集中力的简支梁来分析，并取1个栓钉间距的微段进 行分析
四、简支梁桥
4.5正常使用极限状态验算
（非弹性区）cr 1 0.614(s 0.6)： y 0.8 w 1.2 （弹性区） cr y /cr.l 1/2 ： s 1.2
验算腹板在屈曲前腹板是否已屈服——是否是材料破坏。
四、简支梁桥
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第1~4届全国大学生结构设计竞赛回顾
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华南理工大学土木与交通学院
3.4 第四届
题目：竞赛模型为体育场看台上部悬挑屋盖结构，采用 木质材料制作，具体结构形式不限。模型包括下部看台、 过渡钢板和上部挑篷结构三部分。
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华南理工大学土木与交通学院
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华南理工大学土木与交通学院
华南理工大学土木与交通学院
第1~4届全国大学生结构设计竞赛回顾 兼学校结构赛培训
陈庆军
博士、副教授、硕士生导师 国家一级注册结构工程师
注册岩土工程师
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2011.10.13
华南理工大学土木与交通学院
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华南理工大学土木与交通学院
一、概况
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叶片类型
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结构类型
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华南理工大学土木与交通学院
第三届全国大学生结构设计竞赛 第一名：西南交通大学
巨大的叶片是成功的关键 结构体系是普通的桁架结构
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非常合理地计算了比赛规则
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第三届全国大学生结构设计竞赛 第二名：湖南大学 6叶片是成功的关键 结构采用前倾形状，避免叶片打 到结构
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华南理工大学土木与交通学院
一些队伍失败的原因 （1）小叶片导致无法启动，亦有如叶片攻角没设 置好而导致功率偏低。 （2）如叶片根部连接处不牢靠使得叶片折断导致 叶片破坏； （3）如叶片变形过大碰到塔架损坏的； （4）有一支队伍由于搬运时的失误造成模型在加 载前先出现破坏
第十届结构设计竞赛细则（桥梁承重组）
第⼗届结构设计竞赛细则（桥梁承重组）“交⼤⼟⽊设计公司杯”西南交通⼤学第⼗届⼤学⽣结构设计竞赛细则（桥梁承重组）1.竞赛题⽬两跨连续桥梁结构模型设计与制作2.竞赛内容竞赛内容包括：理论⽅案设计、结构模型制作、作品介绍与答辩、模型加载试验。
3.竞赛要求3.1报名参赛3.1.1 参赛者为全⽇制在校本科⽣。
每个参赛队由3名学⽣组成，提倡参赛学⽣跨专业组队。
每位参赛者只允许参加⼀个参赛队，各参赛队应独⽴设计、制作。
3.1.2 每个参赛队只能提交⼀份作品，并给作品命名。
3.1.3各参赛队必须在规定时间和地点参加竞赛活动，迟到或缺席者作为⾃动弃权处理。
竞赛期间不得任意换⼈，若有参赛队员因特殊原因退出，则视为⾃动退赛。
3.2理论⽅案3.2.1 理论⽅案的内容应包括：设计说明书、⽅案图和计算书。
设计说明书应包括对⽅案的构思、造型和结构体系及其他特⾊⽅⾯的说明；⽅案图应包括结构整体布置图、主要构件详图和⽅案效果图；计算书应包括结构选型、计算简图、荷载分析、内⼒分析等。
3.2.2理论⽅案封⾯必须注明作品名称、参赛专业、参赛队员姓名；正⽂按设计说明书、⽅案图和计算书的顺序编排。
3.2.3 理论⽅案要求⽤A4纸单⾯打印，⼀式五份于规定时间内提交⾄竞赛组委会，逾期作⾃动弃权处理。
3.3设计制作3.3.1 制作材料组委会将统⼀提供桐⽊（薄板、细条）、铅发丝线和乳⽩胶三种材料，各参赛队设计、制作模型仅限于使⽤以上材料，且允许对所给材料进⾏适当加⼯、组合。
3.3.2 模型重量结构模型的总重量不超过500克，超过者不能参加⽐赛。
3.3.3 模型尺⼨模型的纵桥向长度要求在区间（1150，1190）mm范围内，纵桥向宽度要求在（200，250）mm范围内，模型具体长度尺⼨拟定请参考实验平台⽰意图。
模型最⾼点与最低点之间垂直距离不得超过400mm，桥⾯以下结构⾼度不得超过100mm；中⽀座上主体结构截⾯⾼度不低于30mm。
3.3.4 模型桥⾯（1）模型需设置相应桥⾯构造，⽤于移动⼩车加载。
第九届结构设计竞赛细则桥梁组
西南交通大学第九届大学生结构设计竞赛细则（桥梁组）1.竞赛题目两跨桥梁结构承载能力模型设计大赛2.竞赛内容竞赛内容包括：理论方案设计、结构模型制作、作品介绍与答辩、模型静力与动力加载试验。
3.竞赛要求3.1参赛要求3.1.1 参赛者为全日制在校本。
每个参赛队由3名学生组成，提倡参赛学生跨专业组队。
每位参赛者只允许参加一个参赛队，各参赛队应独立设计、制作。
3.1.2 每个参赛队只能提交一份作品，并给作品命名。
3.1.3各参赛队必须在规定时间和地点参加竞赛活动，迟到或缺席者作为自动弃权处理。
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。
3.2理论方案要求3.2.1 理论方案的内容应包括：设计说明书、方案图和计算书。
设计说明书应包括对方案的构思、造型和结构体系及其他有特色方面的说明；方案图应包括结构整体布置图、主要构件详图和方案效果图；计算书应包括结构选型、计算简图、荷载分析、内力分析、承载能力估算等。
3.2.2理论方案封面必须注明作品名称、参赛专业、参赛队员姓名；正文按设计说明书、方案图和计算书的顺序编排。
3.2.3 理论方案要求用A4纸打印，一式五份于规定时间内交到竞赛组委会，逾期作自动放弃处理。
3.3设计制作要求3.3.1 模型制作材料用统一发放的竹签、硫酸纸、铅发丝线（鞋底）和乳白胶，设计并制作桥梁模型。
参赛者可根据所设计的桥梁结构体系，自行拟定桥梁名称。
模型的总重量不超过250克，超过者不能参加承载力比赛。
3.3.2 模型尺寸要求模型的长度不得大于1200mm，支座垫板的纵向宽度为30mm（故模型支座外沿的实际距离以1135 mm至1215mm为宜）。
模型最高点与最低点之间垂直距离不得超过150mm，模型宽度不小于120mm。
3.3.3 模型桥面要求（1）模型需设置相应桥面构造，用于加载测试时的移动小车加载。
实际加载测试时组委会将提供用于移动砝码小车车轮荷载分布的加载桥面板。
西南交大第十五届结构设计竞赛桥梁承重组计算书讲解
西南交通大学第十五届结构设计竞赛桥梁承重B组设计理论方案作品名称H型斜拉桥参赛编号B27组长姓名班级土木7班学号2014110302 队员姓名班级制药1班学号2014114279 队员姓名班级土木5班学号2014110248 组长电话西南交通大学第十五届结构设计竞赛组委会二〇一五年摘要桥梁建筑的设计讲究造型美观、受力合理、节省材料、承载力大、制作精细。
作为一个土木学子，我们的目标是成为一名优秀的土木工程师，因此我们想通过参加这样的一次结构设计大赛，提前感受下“工程师”的滋味。
在此次结构设计大赛中，我们对模型选型设计等经过了长时间考虑，最终决定做成双塔双索面斜拉桥，整个过程全方位模拟了从设计到施工各个环节，让我们真实的了解到了真正的施工过程中遇到问题是难以预测的，在发现问题是，仔细想出一个完美的解决方案才是我们应该去做的。
在做桥过程中，出现过一个重大问题，当我们把桥做好后，在距离比赛仅有两天多的时间里不小心被别人踩了一脚，在这种情况下，我们没有选择放弃，而是加班加点赶制模型，因为我们知道第二遍做起来应该是得心应手的，并且可以改进很多在第一次没做太好的部分，这样想来，这并不失为一件好事。
在做桥过程中，我们切身体会到了作为一名工程人员的自豪，从一个什么也不会的大一学生瞬间成了一群能够自主设计制造一座桥梁的土木人，经过本次结构大赛，我想无论结果怎么样，我们不会太去在乎，我们在乎的是在这个过程中，我们终究是没有放弃，也让我们体会到了桥梁的美，提升了对未知知识学习的兴趣。
关键词模型，斜拉桥，荷重比，挠度，节点，承重目录一. 设计说明书…………………………………………………………………………...……- 1 -1 方案构思........................................................................................................................................................................... - 1 -1.1作品名............................................................................................................................................................................ - 1 -1.2造型................................................................................................................................................................................ - 1 -2 结构选型........................................................................................................................................................................... - 1 -2.1设计准则........................................................................................................................................................................ - 2 -2.2 整体选型....................................................................................................................................................................... - 2 -3材料试验............................................................................................................................................................................ - 2 -3.1模型称重........................................................................................................................................................................ -3 -3.2模型的模拟加载试验 .................................................................................................................................................... - 3 -4 结构设计........................................................................................................................................................................... - 3 -4.1结构整体布置图............................................................................................................................................................. - 3 -4.2构件尺寸详细设计 ........................................................................................................................................................ - 3 -4.3构造（节点）设计 ........................................................................................................................................................ - 6 -4.4 模型三维效果图............................................................................................................................................................ - 7 -5 特色处理........................................................................................................................................................................... - 8 -6 制作工艺........................................................................................................................................................................... - 8 -二、模型计算书.............................................................................................................................. - 9 -7计算模型............................................................................................................................................................................ - 9 -7.1模型简化........................................................................................................................................................................ - 9 -7.2荷载模拟...................................................................................................................................................................... - 10 -8 内力分析......................................................................................................................................................................... - 10 -9 材料参数……（以下略） ............................................................................................................................................. - 11 -10 承载力估算................................................................................................................................................................... - 11 -参考文献............................................................................................................................................................................. - 11 -一、设计说明书1 方案构思对于本次结构设计，我们首先对赛题进行了详细分析，考虑到组委会提供的材料特点以及赛题对桥型的限制，从安全、耐用、美观的角度出发，我们选择了现在作为我国大跨径桥最流行的桥型之一的斜拉桥。
西南交通大学第八届结构设计竞赛获奖名单
张睿
李建
梦之初
翟鹏程
刘晨
陈奇
桥梁结构设计竞赛单项奖
获奖奖项
作品名称
作者姓名
最佳工艺奖
汶震桥
杨征
黄浩
朱丽
最佳结构奖
天水一色
崔苗苗
刘丽鹏
杜亮
高层建筑结构设计竞赛一等奖
作品名称
姓名
缆月
洪磊
谭松林
戚雯
Tesiong
汪东
翁祥颖
肖明洋
幻塔
龙礼斌
周强
赵岳亮
阿尔卑斯
吕伟
韩鸿丞
姜海洋
蓝光
高超
张辉
漆群燕
高层建筑结构设计竞赛二等奖
刘江梅
邓少平
直入云霄
叶贺炯
张光明
李丹枫
希望
晏良佳
蒲林超
蒋赟
诺亚
张广超
邹琦
陈浩
鹰击长空
王梦杰
王东一
曾俊
三棱锥
石磊
林银
胡碧娇
时代金字塔
叶龙振
廖凡
郑海明
triplicity
刘登富
姜启迪
徐乾元
帆
唐志刚
沈明亮
徐滔
高层建筑结构设计竞赛单项奖
获奖奖项
作品名称
姓名
最佳造型奖
水晶之城
杨畅
伍艺
最佳工艺奖
蓝光
高超
张辉
漆群燕
作品名称
姓名
倚天
李生申
张文超
张丹
重生
张思远
刘力
刘世军
less is more
黄璟
周驰
余边江
天水一色
西南交大第十五届结构竞赛建筑工程竞赛细则 A组
西南交通大学第十五届结构设计竞赛
八、模型现场安装、加载及测试步骤：
8.1 赛前准备
（1）a. 检查模型结构的底座是否平整，要求底座外径测量值不大于 1100mm，结构投影边 界尺寸不大于 1000mm；b. 模型的总高度是否为 500 5mm；c.冲击网面是否具备不小于 300× 300mm 的面积；d.铁丝直径是否大于设定规格；e.网格尺寸是否满足 4.1 附注要求。上
（n 为网面单根网格线所使用最大铁丝股数）
注：模型的最大冲击能量为破坏之前一级能量,或限额内最后一次加载的能量，单位 J。 以上计算值均精确至小数点后 2 位） 以上 A-E 各项得分相加，分数最高者优胜。
十：奖项设置
特等奖 一等奖 二等奖 获奖面 1% 获奖面 5% 获奖面 10%
三等奖 最佳制作奖 最佳创意奖
六、加载与测量：
6.1 荷载施加方式 静力加载：所有模型均需要接受 10 公斤一次性静力加载（为基本加载条件，不含加载方
盘与传载球冠）；在满足 10 公斤的基本加载条件基础上，根据赛前所申报的砝码质量，在 网面上添加加载块。若该阶段模型出现破坏，砝码倾覆掉落以及加载方盘接触地面算失效， 则不允许进入冲击加载环节。
述 5 项不满足，则不予参赛。 （2）模型称重：将制作好的模型称重（精度 0.1g）, 计为克。 （3）申报追加的静载和动载砝码质量。 （4）得到入场指令后，迅速将模型与木质底板用热熔胶固定，并穿挂好加载方盘与传载球 冠（总时间不能超过 10 分钟，若超时，每分钟扣 5 分，累积超时超过 5 分钟，则取消比赛 资格），做好比赛准备。 （5）以上过程由各队自行完成，赛会人员负责监督、标定测量仪器和记录。如在此过程中 出现模型损坏，则视为丧失比赛资格
西南交通大学--PPT--桥梁的组成、分类和结构体系
公路桥涵 多孔跨径总长L/m
L > 1 000 100≤L≤1 000
30<L<100 8≤L≤30 ①
单孔跨径LK/m LK>150
40≤LK≤150 20≤LK<40 5≤LK<20
LK<5
铁路桥涵 桥长L/m L>500 100<L≤500 20<L≤100
L≤20 ② 9
绪论
第二节 组成、分类、体系 第二节 桥梁的组成、分类和结构体系
载。在竖向荷载作用下，下部结构支撑处不仅有竖向力，还存在水平推 力。水平推力的存在可以提供抵抗弯矩，使构件弯矩减小，从而提高跨 越能力。但水平推力的存在对基础提出了较高的要求。
拱桥的受力模式
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绪论
第二节 组成、分类、体系 第二节 桥梁的组成、分类和结构体系
✓ 静力学分类：单铰拱、双铰拱、三铰拱和无铰拱 ✓ 常用材料：石材、钢筋混凝土、钢材 ✓ 施工方法：有支架和无支架施工
绪论
第二节 组成、分类、体系 第二节 桥梁的组成、分类和结构体系 一、桥梁的组成
－上部结构（superstructure），包括 • 桥跨结构，架空的主体结构 • 桥面构造（deck）
– 下部结构（substructure），也叫支承结构，包括 • 桥墩与桥台（abutment and pier） • 墩台基础（foundation）
✓ 桥梁的功能是实现跨越和沟通，根据其上面实现运输和交通物的不同，可以将
桥梁划分为不同类别的桥梁。其中最重要的分类结果为公路桥（提供汽车交通）、 铁路桥（提供火车交通）和人行桥（仅仅提供行人交通）这三类。如果同时提供 公路和铁路交通功能的桥梁称为公铁两用桥。
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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：2016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：①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。
②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。
西南交大第十五届结构设计竞赛桥梁承重组计算书讲解
西南交通大学第十五届结构设计竞赛桥梁承重B组设计理论方案作品名称H型斜拉桥参赛编号B27组长姓名班级土木7班学号2014110302 队员姓名班级制药1班学号2014114279 队员姓名班级土木5班学号2014110248 组长电话西南交通大学第十五届结构设计竞赛组委会二〇一五年摘要桥梁建筑的设计讲究造型美观、受力合理、节省材料、承载力大、制作精细。
作为一个土木学子，我们的目标是成为一名优秀的土木工程师，因此我们想通过参加这样的一次结构设计大赛，提前感受下“工程师”的滋味。
在此次结构设计大赛中，我们对模型选型设计等经过了长时间考虑，最终决定做成双塔双索面斜拉桥，整个过程全方位模拟了从设计到施工各个环节，让我们真实的了解到了真正的施工过程中遇到问题是难以预测的，在发现问题是，仔细想出一个完美的解决方案才是我们应该去做的。
在做桥过程中，出现过一个重大问题，当我们把桥做好后，在距离比赛仅有两天多的时间里不小心被别人踩了一脚，在这种情况下，我们没有选择放弃，而是加班加点赶制模型，因为我们知道第二遍做起来应该是得心应手的，并且可以改进很多在第一次没做太好的部分，这样想来，这并不失为一件好事。
在做桥过程中，我们切身体会到了作为一名工程人员的自豪，从一个什么也不会的大一学生瞬间成了一群能够自主设计制造一座桥梁的土木人，经过本次结构大赛，我想无论结果怎么样，我们不会太去在乎，我们在乎的是在这个过程中，我们终究是没有放弃，也让我们体会到了桥梁的美，提升了对未知知识学习的兴趣。
关键词模型，斜拉桥，荷重比，挠度，节点，承重目录一. 设计说明书…………………………………………………………………………...……- 1 -1 方案构思........................................................................................................................................................................... - 1 -1.1作品名............................................................................................................................................................................ - 1 -1.2造型................................................................................................................................................................................ - 1 -2 结构选型........................................................................................................................................................................... - 1 -2.1设计准则........................................................................................................................................................................ - 2 -2.2 整体选型....................................................................................................................................................................... - 2 -3材料试验............................................................................................................................................................................ - 2 -3.1模型称重........................................................................................................................................................................ -3 -3.2模型的模拟加载试验 .................................................................................................................................................... - 3 -4 结构设计........................................................................................................................................................................... - 3 -4.1结构整体布置图............................................................................................................................................................. - 3 -4.2构件尺寸详细设计 ........................................................................................................................................................ - 3 -4.3构造（节点）设计 ........................................................................................................................................................ - 6 -4.4 模型三维效果图............................................................................................................................................................ - 7 -5 特色处理........................................................................................................................................................................... - 8 -6 制作工艺........................................................................................................................................................................... - 8 -二、模型计算书.............................................................................................................................. - 9 -7计算模型............................................................................................................................................................................ - 9 -7.1模型简化........................................................................................................................................................................ - 9 -7.2荷载模拟...................................................................................................................................................................... - 10 -8 内力分析......................................................................................................................................................................... - 10 -9 材料参数……（以下略） ............................................................................................................................................. - 11 -10 承载力估算................................................................................................................................................................... - 11 -参考文献............................................................................................................................................................................. - 11 -一、设计说明书1 方案构思对于本次结构设计，我们首先对赛题进行了详细分析，考虑到组委会提供的材料特点以及赛题对桥型的限制，从安全、耐用、美观的角度出发，我们选择了现在作为我国大跨径桥最流行的桥型之一的斜拉桥。
西南交通大学第六届结构设计竞赛获奖名单
西南交通大学第六届结构设计竞赛获奖名单一等奖：（6队）作品编号作品名称第一作者其他作者总分92四月飞花张珍珍王雪娇杜东芝易翔90.87 16血色的风采冯骥蒙聂良涛戴碧文梁栋86.79 47承唐继开董增展郭慧祥薛荣鹏宋晃85.97 30八度空间廖川王石磊蒋利明王能谋85.96 40star in the sky 马涛邢彩凤侯可冀健80.63 67厚德载物王春明周毅刘春煜张娅敏78.05二等奖：（11队）作品编号作品名称第一作者其他作者总分39 乾坤盾陈喜峰陈虎吴焕恒殷若玮76.56 79 帆汪伟陶媛媛闫颜76 19 与自然一起呼吸王振海胡辉苟超林恰74.91 95 星缘思竹李连涛李志兴孙喜晶李龙起74.01 70 天空袁明敏田地鹏王艳斌程成73.25 88 苍穹朱国炜刘彬王文俊马婷婷73.25 23 梦之盾李彬畅鹏飞胡亚洲杨丽玲73 111 比翼双飞毛建彬梁伟张翔李云72.77 53 仲夏夜之梦张婕张瑜赵磊林洪能72.25 68 横空赵凯李旭升闫雁军郭宇70.7 83 苍穹任巍峰赵剑锋聂利芳赵耀70.15三等奖：（22队）作品编号作品名称第一作者其他作者总分14 清凉夏日钱光龚亚军陈可刘彬洁66.49 8 恢虹跨越刘道俊俞明德陈潇郭迎琦65.88 78 求实朱寿全李冬生胡军军65.52 6 春华秋实肖倪薛陶张海峰廖飞64.9 29 方正翔鹤傅晓剑王平龚涛陈雁64.56 61 MOTO之引陈涤瑕马克丰王景梅64.53 100 三霄顶万军魏魁麦年飞李增源64.18 21 飞虹王伟华孙宏伟胡宇吴昊63.3212 UFO 杨大同李春江张永冠陶强63.19 28 三人行陈洪运王利民包润平62.26 33 一缕清风湛发军王涛肖强刘祥61.9 85 蜘蛛侠许骞成喜明郭辉61.81 11 月光部落廖昕张新乐陈艳秋张可61.76 36 宇宙之星姜志刚李茂久骆岗杭红星61.75 82 彩虹之约洪义高治辉周育麟李冰61.41 44 巨人之盔任金龙赖伟王雄健曾威61.32 109 伞尹业斌顾鸿飞夏伟61.2190 融于自然杨兆国吴浩金林宏亮杨建军60.479 真实梦想施大业刘义燕陈彧60.39 127 空中悬索架王治立张小强贾琦唐毅60.17 123 雅轩阁刘仁铭王彬蓉59.83 26 草原上的幻想武辉罗剑贾文志姜毅59.8优秀奖：（22队）作品编号作品名称第一作者其他作者总分106 宁夏张继力杨波阳柳平宋德笛58.85 108 索网空间刘沛张小兵刘小红58.58 57 空中花园于利存汪超李文涛58.26 97 四望顶汪文广吕赞章刚张晓林57.64 117 过桥米线刁维科肖经柱廖俭华57.31 121 王之张弓陈杰刘阅陈烨普王文浩56.64 58 蜘蛛侠伊小娟高全赵建国林涛56.04 86 共享天空王晨旭黄江艳王佳55.56 91 新月闫自海沈远王星星54.99 60 金刚韩蒙李峰肖学仁余帅会54.83 66 水木澜亭任东亚赵继元向志敏54.63 74 琼顶贺永邓小刚林峰黄道营54.29 27 月满西楼于平周雅潘丽婷任玲54.28 46 东方金字塔廖霞林黄磊覃纯54.08 13 五月天王敬烨沈振华方宜诸海延54.06 77 衍生陈立涛尹曲石淳欢胡晓宇54.0622 飞云峰钱耀辉杨益态龙添凤高瑞宠53.961 甲壳虫Ⅰ号周湖鲁啸龙邹云峰刘培53.38 113 浪漫满屋谢海洋尹斌王明黄海龙52.93 75 天空的精灵陈雨蒙陈楷佳玉熹杨晶52.76 25 翼塔孙庆杰陈国杰刘艳萍52.56 98 穹庐唐进才李培刚顾鑫杰刘兵52.22单项奖最佳制作：67最佳创意：92最佳造型：79本次竞赛特等奖空缺，参加完比赛的有108组。
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：2016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：①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。
②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。
西南交通大学第17界土木科技月竞赛细则-建筑工程组【A组】
西南交通大学第十七届结构设计竞赛建筑工程（A组）西南交通大学第十七届结构设计竞赛委员会2017年3月1、选题背景图1 天津之眼随着国民经济的高速发展和综合国力的提高，人们对美好物质文化、精神文化生活的追求与日俱增，与之同时我国大跨度钢结构的技术水平也得到了长足的进步，正在赶超国际先进水平。
摩天轮，又称巨型观览车。
在其每一发展阶段世界范围内都建造了一定数量的具有代表性的摩天轮。
我国于20世纪80年代开始建造摩天轮，但是当时其高度、直径、载客量都比较小，仅仅是游乐设施的一部分。
现代摩天轮作为精神文明和物质文明相结合的产物，摩天轮建造已朝着新的趋势发展，即建造高度高，更大观光舱，更舒适的摩天轮。
当前国内各大城市已纷纷建造了直径在100m以上的多座摩天轮。
对我国大跨度钢结构技术水平提出了更高的要求。
2、总体模型2.1 模型形式要求总体模型由支架、轮轴、轮毂、轮幅、轮盘、吊箱六部分组成（图-2）。
其中支架、轮轴由组委会提供。
摩天轮结构模型(包括轮毂、轮幅、轮盘、吊箱)由参赛选手设计，其中吊箱由吊绳代替。
参赛模型制作时，轮毂、轮幅、轮盘的选型由参赛选手自行设计，形式不限，轮幅数量不限，只需满足以下相应设计要求。
图2 模型三维透视示意简图2.2 模型制作要求(1)轮盘轮盘的外围直径700mm，轮盘最外围圆弧采用直线代替弧线近似逼近时，直线长度L不得超过275mm，见图3。
轮盘沿轮轴方向的宽度不超过60mm。
图3 轮盘示意(2) 轮毂轮毂沿轮轴方向的长度不超过80mm。
轮毂沿轮盘平面方向的最大长度不超过100mm，轮毂的设计需保证摩天轮可绕轮轴自由转动。
(3)轮轴、支架轮轴、支架由组委会提供，其中轮轴为直径6、8、10mm三种规格的圆钢棒，由参赛选手根据自身设计模型选用，轮轴长320mm，两支架间轮轴净长200mm。
图4 测试系统三维示意3、模型材料及制作工具3.1 竹材竹材规格如表1所示，竹材参考力学指标如表2所示。
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• 下图是在Midas中分析出的结构在小车荷载处于最不利位 置时的位移等值线图，从图中可以清晰地看到最大位移量 为5.39mm，发生在中跨的跨中位置附近。最大应力发生 在中跨的跨中附近的下翼缘，最大值2.76MPa。
• 综上：利用Midas分析时，梁上的最大应力为2.76MPa, 小于PVC的抗拉强度30MPa,最大位移量为5.39mm,小于 赛题限制的15mm。 • 经过手算与Midas模拟得出的结果均表示桥能加载成功， 由于评分时质量得分占据的比例比较大，因此我们选择该 种质量较轻的设计方案。
金鑫，《路桥工程》2014年8月第4卷第22期
由于暂时还有一些相关课程没有，相 关知识只能自己查阅资料获得，因此在设 计过程中，对于较专业的问题可能只是一 知半解甚至理解错误，恳请各位评委老师 批评指正！
谢 谢 ！！！
——B10组
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
模型计算
• 桥梁三跨等跨，且结构形式一样，由于施加震动荷载 时，小车停留位置在中跨中间，且两次加载过程中小车在 此处停留时间最长，故只取中跨进行研究，以便受力分析 和强度计算。 • 可以将梁简化为理想桁架结构，由桁架结构可知，各 杆均只受轴向力，负值表示压力，正值表示轴向拉力，由 于桁架下弦杆改为连续绳索结构，故可认为其受力大小均 相等，且受拉思的方案选取
悬索和桁架梁 组合
加劲梁的优化 设计 网格式分布 T形横梁
结构设计
1.按照赛题要求，我们选择悬索与梁的组合形式 2.为了增加主梁的刚度，一般要设加劲梁，我们将加劲梁优化成桁架 梁，并采用鱼腹式梁，充分发挥材料的作用，在此基础上，鱼腹式 桁架的各个下弦杆均受拉，我们将鱼腹式桁架的各个下弦杆换为索， 并施以一定大小的预应力 ,形成张弦桁架梁结构 ,利用下部拉索的预 应力产生的反向弯矩, 抵消上部重荷载产生的弯矩,从而调整结构内力。
特色处理
1.横梁采用T形小横梁，在保证桥梁刚度的同时，保
证了桥面与梁的接触面积，使桥面更安全不下陷，
并且有效的减轻了桥体的质量。 2.节点采用节点卡，有效防止杆件脱落，如下图所 示：
3. 加劲梁采用鱼腹桁架梁，并将桁架下弦拉杆改为 拉索 ,并施以一定大小的预应力 ,形成张弦桁架梁结 构 ,利用下部拉索的预应力产生的反向弯矩, 抵消上
方案构思
• 对于本次结构设计，我们首先对赛题进行了详 细分析，考虑到组委会提供的材料特点以及赛题对 桥型的限制，从安全、耐用、美观的角度出发，我 们选择了现在作为我国大跨径桥最流行的桥型之一 的悬索桥，悬索桥作为一种拉索体系，比梁式桥的 跨越能力更大，是大跨度桥梁的最主要桥型。为了 明确体现组合形式，改进受力和合理性，我们选择 了桁架梁与悬索两种桥型相结合。为了进一步优化 受力结构和减轻桥梁质量，我们将桁架梁改为张弦 体系的鱼腹式桁架梁以此来减轻桥梁自重和提高承 载质量，考虑到桥梁的加载重量，我们采用自锚式。
3. 为了减小最大弯矩，我们将桥设为等跨的三跨，桥的全长为 1785mm，桥面宽为240mm，主梁为三根，每根主梁由两块长 1785mm，高15mm的PVC条粘贴而成，横梁采用15根T型梁来支 撑桥面、传递荷载以及为此主梁的侧向稳定，悬索桥采用多塔形式， 在考虑桥梁自重和赛题要求的最大加载量的情况下，我们将左右塔 设置成为独塔不连接形式也能满足加载要求，并在有支座的地方布 置。
由于各杆均受在轴向力作用，因此只需要校核抗拉抗压强度σ.
σ=FN/A
对于上弦杆：A=4*15=60mm^2 FN=-134.62N σ=-2.24MPa 对腹杆：A=4*6=24mm^2 极限位移计算（单位荷载法） 由单位荷载法求得中点位移为 FNmax=-81.8N σ=-3.41MPa 综上|σ|max=3.41MPa≤σu=8MPa 故强度满足要求。
参考文献
• [1]《结构力学》,杜正国主编，西南交通大学出版社 • [2]《材料力学I》第五版，孙训方、方孝淑、关来泰主编 ，高等教育出版社
• [3] “张弦梁结构在桥梁工程中的应用”，黎明、 杨晖，
《工业建筑》2008年第38卷增刊，401-405 • [4] “鱼腹式梁结构在桥梁结构设计中的应用与受力”，
部重荷载产生的弯矩,从而调整结构内力。使得加劲
梁质量大大减小，结构受力更为合理。 4.主缆采用橡胶圈连接，为施加震动荷载时提供足 够的缓冲，保证震动加载成功。
加载模拟实验
在做正式参赛作品前，由于三跨完全一样，我 们选取一跨，做了两次进行试验，由于没有标准砝 码，我们用石头代替，经测量石头总重为14.87kg， 超过了最大荷载，经加载试验可以看见在要求加载 范围内，模型完全能够承受住，且挠度也在小范围 内。我们根据加载情况进行了尺寸修正，来确保以 最轻的质量承载赛题要求的荷载。
由于我们主梁可以看作三个平面桁架组成，由T形梁将荷载的力 均匀分担给三根主梁，故桥的整体挠度应该为：
梁的最大挠度小于赛题规定的15mm，满足赛题要求。
利用Midas Civil 821 建模分析 对于静力荷载，可以直接在每跨跨中施加6kg的等效荷载， 即60N的节点荷载。对于小车产生的动荷载，由于定义较为 负载，为了简化计算，采用静力荷载工况，计算小车移动中 最不利位置附近时的受力情况。 下图是在MIDAS中分析出的结构在静力荷载作用结构的位移 等值线图，从图中可以清晰地看到最大位移量为2.34mm， 发生在边跨的跨中位置附近。最大应力发生在边跨跨中附近 的下翼缘，最大值1.7MPa。
2016西南交通大学 结构设计大赛 （桥梁承重组）
组号：B10 作品名称：自锚式多塔张弦桁架梁悬索桥
目录
• 1.方案构思
• 2.结构设计 • 3.特色处理 • 4.加载模拟 • 5.计算模型
设计准则
• 1.符合赛题桥型要求、各尺寸要求与对材料 使用限制的要求 • 2.在满足安全的条件下尽量少使用材料，以 减轻桥梁自重和节约成本 • 3.注重结构美观、简洁