桥梁结构设计说明书

缘

聚

桥

结构设计说明书

队名：创造模力

队员：张钧堂熊富有

李人志李庆典

一、设计说明书

1、方案构思与结构选型

根据竞赛规则要求，我们从模型设计的要求、模型制作材料的性能、加载形式和制作方便程度等方面出发，采用A0图纸、白卡纸和白乳胶精心设计制作了“缘聚桥”桥梁模型。

为了达到轻简抗挠的效果，通过对稳定性的分析，我们采用了三角梁与桥墩结合作为整个桥的受力结构，桥面我们使用三角型折纸与正方形折纸并列捆绑的方式，这样能最大程度使加载分散在每一个构件上，并且我们还在桥面上粘了一层白卡纸，使受力韧度增大，桥面不易变形。

2．模型规格：

1、模型总跨度1000mm，桥面宽130mm，桥面高差≤20mm，桥高度100mm。

2、桥梁模型设计为单跨单车道，跨长度1000mm，车道宽100mm。

3. 受力构件设计

a)受载荷部分为桥面，桥面采用三角型折纸与正方形折纸并列捆绑的方式，这样能最大程度使加载分散在每一个构件，达到最大刚度要求；

b)支撑部分为三角型支梁。桥墩和简支梁的组合，作为压弯系统，承担结构的整体受压、受弯；

c)桥墩与桥面的垂直结合，卡在桥的三角型折纸内部，，分担梁的部分支撑；

d)三角梁之间捆绑一根小梁，组成另一个三角形，进一步增大梁的抗变形能力；

e)桥面下方用5根细纸棒做为载荷支撑，纸棒用纸带连接到梁上。

4.设计过程：

此模型设计的重点是抵抗均布载荷和动载过程对桥梁产生的屈曲、断裂、磨损以及弯曲等破坏。所以考虑到A0具有两考的抗拉性能，而且通过简易的构建制作，能够大大提高图纸的强度。组合成一个具有良好结构体系的桥模型。发挥

纸所体现出的钢的特性。而乳白胶粘结力强，满足结构受力特点，使纸间紧密结合。缺点是湿度大，不易干燥，干燥后硬度强，但容易产生脆性破坏。白卡纸具有表面硬度大的特点，用来做桥面，增大桥面的韧度，不易损坏变形

5.结构特色

三角梁是由图纸卷制而成，卷的时候层层加胶，这样更增加了桥梁的刚度，连接部分用纸带加胶捆绑，达到最够连接强度。桥面使用空心三角型折纸，强度大且质量轻，制作精确简易、精确，搭配白卡纸桥面，从而提高了桥的受压能力；三角梁之间连接架极大地增强了桥体抗侧扭的能力。

二、方案图

三、计算说明书

1、结构选型

合理性和实用性：

此模型设计的重点是抵抗恒载和加载小车行进过程对桥梁产生的弯矩和，利用好图纸自身抗拉压的力学特性，三角梁结合横梁综合应用了刚性构件抗弯刚度高的优点，结构可以做到结构自重相对较轻，体系的刚度和形状稳定性相对较大，因而可以承受较大的载荷。

创新性：

桥面采用三角型空心折纸与正方形空心折纸并列捆绑，既有足够的受力强度，也极大地减轻了桥的质量。

2、荷载分析

根据本次比赛的加载规则，加活动载荷，小车在桥中间部位时会有一定的挠度。

3、计算简图和内力分析

桥的简图

桥面的受力图

仅对桥面进行受力分析，受外力只有小车的重量F，而内力有桥墩的支反力，纸棒给予的向上的拉力，当小车位于桥的中心时最危险，此时的Fs/l,与M/l的分

析图如下图：

计算过程：

1.先求支反力：由Fa+Fb+T=F；（F为最大载荷）

T*l/2+Fa*l-F*l/2=0；

Fa=Fb=T；

得Fa=Fb=T=F/3

2.求剪力：Fs-Fa=0，Fs-Fb=0，从而得到Fs受力图。

计算过程：

已知支反力大小，求M

由M-F/3*l=0,

得M=F/3*l

综上所述：在允许加载的荷载范围内模型的结构不会受到严重的破坏，而且经过多次的加载试验，结构的强度、稳定性都满足要求，预估可承载最大力载荷自重比为40.