桥梁结构设计大赛说明书

桥梁结构设计说明书作品名称携梦轻翼参赛学校大连大学参赛队员杨波、张辉、刘琴、许喆、刘贡正专业名称建筑环境与设备工程指导教师关萍大连市大学生结构设计竞赛组委会二○一一年一、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，采用白卡纸和白乳胶精心设计制作了“携梦轻翼”桥梁模型。为了达到轻简抗挠的效果，通过对稳定性的分析，我们采用了工字钢的结构和格构式构件。简支梁是我们结构的核心部分，为了增加其的刚度和稳定性，在接点出增加了贴片，两条梁用工字钢固定。2．模型规格：1、模型总跨度2030mm，桥面宽200mm，桥面高差≤20mm，桥面一下高度75mm。2、桥梁模型设计为两跨双车道，每跨长度1015mm，每个车道宽100mm。3.受力构件设计a)核心部分为支架简支梁。桥面板和简支梁的组合，作为压弯系统，承担结构的整体受压、受弯；b)梁与桥面的垂直接面添加贴片加固确保垂直的同时，也是分担梁的小部分支撑；c)简支梁之间的“工”字钢为了增加简支梁的稳定性；d)多层角边作为抗拉系统，承担桥梁变形由简支梁传递过来的的拉力。4.设计过程：材料性能分析：白卡纸：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。所以考虑到白卡纸具有两考的抗拉性能，而且通过简易的构建制作，能够大大提高白卡纸的强度。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。白乳胶：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。5.结构特色桥面和简支梁是一张完整的白卡纸制作的，这样更增加了桥的稳定性，而且制作精确简易、精确。从而提高了桥的牢固性；三角柱形连接架极大地增强了桥体抗侧扭的能力。二.方案图1案效果图2左视图3前视图4仰视图二、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，利用好卡纸自身抗拉的力学特性，工字钢结构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：在易弯处进行了多层的加固，对桥梁的底部进行加固防止拉断。桥面与支架是由一张完整的纸制作而成。2、荷载分析根据本次比赛的加载规则，首先在桥面加均匀的恒载，然后再加活载。在加恒载时桥面已有一定的挠度，3、计算简图和内力分析1、只作用恒载（22kg）时：由于桥身的自重为320g，所以桥上受的均布载荷q=95.109030.210*)32.022(N/m。去掉多余的约束力，形成基本体系确定F。FqMp图为：ACq*l^2/2M1图为ll/2lσ=EIllllEI63^)2*32*2*2(2Δ=EIqllqllEI244^5)2*85*22^*32(2σ*F+Δ=0所以F=45ql=279.00NM=9ql^2/128=31.86N/mM=M1*X1+Mp所以M图为：（单位：N/m）ql/89128*ql^2=31.869128*ql^2=31.8638*l38*l2、只作用动载荷（10kg）时：对C点的影响M=55.72N/mM图为：l3l/83l/83、综合两种情况可知桥的最不利位置在83l处。ΣM=87.58N/mM图为：（单位：N/m）87.5887.58ql^2/8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.。