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O—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，整一个完整的过程全方位模拟了从设计到施工所有的环节，让我们真实的了解到了 真正的施工全套工艺流程中遇上问题是难以预测的，在察觉缺陷是，仔细想出一个完美的解决方案 才是我们该去做的。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，我们没选择放弃，而 是加班加点赶制模型，因为我们大家都知道第二遍做起来应该是得心应手的，并能改进很多 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，我们在乎的是在这样的一个过程中，我们终究是没放弃，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 TOC \o 1-5 \h \z 一. 设计说明书 -1- \o Current Document 1方案构思 -1? \o Current Document 1?1作品名 ?1? \o Current Document 1?2造型 ?1? \o Current Document 2结构选型 ?1? \o Current Document 2?1设计准则 ?2? \o Current Document 2.2整体选型 ?2? \o Current Document 3材料试验 ?2? \o Current Document 3.1模型称重 ?3? \o Current Document 3?2模型的模拟加载试验 ?3? \o Current Document 4结构设计 ?3? \o Current Document 4」结构整体布置图 ?3? \o Current Document 4?2构件尺寸详细设计 ?3? 4.3构造（节点〉设计 ?6? \o Current Document 4.4模型三维效果图 ?7? \o Current Document 5特色处理 -8- \o Current Document 6制作流程与工艺 -8- 二、 模型计算书 -8- \o Current Document 7计算模型 ?9? \o Current Document 7?1模型简化 ?9? \o Current Document 7?2荷载模拟 ?9? \o Current Document 8内力分析 -10- 9材料参数……（以下略） -11- \o Current Document 10承载力估算 -11- \o Current Document 参考文献 ?11? 设计说明书 1方案构思 对于本次结构设计，我们第一步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、美观的角度岀发，我们最终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。斜拉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。50年代中 期，瑞典建成第一座现代斜拉桥，40多年来，斜拉桥的发展，具有强劲势头，改革开放后，我国修建 斜拉桥的势头一直呈上涨的趋势。 1.1作品名 H型塔斜拉桥 1.2造型 按照赛题细则要求，我们将桥设为不等跨的三跨，为满足在视觉上突出表现和保证模型有足够承载力 以及制作简便的条件下，桥塔采用H型塔，斜拉索型为辐射式，选择了主跨、边跨之为2:1,桥的全长 为1780mm，桥而宽为230mm,桥而上方通行净空髙度为200mm, H型桥塔高250mm,主梁为三根，每根主 梁由两块长1780mm,高30mm的PVC条粘贴而成，九根大横梁，16根T型小横梁，其具体尺寸大小见“4. 2 构件尺寸详细设计”。 2结构选型 方案比较 ?斜拉桥 斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。是一种由一条或多主塔与钢缆组成来支撑桥而的 桥梁。是由承压的塔，受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。斜拉锁的两端分 别锚固在主梁和索塔上，将主梁的恒载和车辆荷载传递至索塔，再通过索塔传递至地基。 因而主梁在斜拉锁的各点支承下，像多跨弹性支承连续梁一样，可使梁体内弯矩大大减小, 使主梁尺寸大大减小，显著减轻了结构重量，节省了材料。 ?拱桥 拱桥是我国历史悠远长久的一种桥型，拱式结构在竖向荷载下，两端产生水平推力，使拱 内产生轴向压力，从而大大减小了拱圈的截面弯矩，充分的利用截而材料强度，使跨越能力 增强。但拱桥自重大，相应的水平推力也较大，该桥型在保证有充足承载能力的时候不 易满足大赛对模型质量的要求，而且拱形模型不易制作。 ?悬索桥 悬索桥是用悬挂在塔架上的强大缆索作为主要承重结构的桥梁。它由主缆、桥塔、锚 碇、吊杆、加劲梁、鞍座及桥而结构等几部分所组成。英中主缆、桥塔和锚碇构成主要承重 结构，梁则主要提供桥而、传递荷载及维持抗风稳定的作用。如果不设加劲梁，因而刚度 较小，在车辆荷载作用下，桥而将随悬索形状的改变而产生S形的变形，由于材料刚度不 够大，当设足够强度加劲梁时必然会使桥体质量大大加大。 选型结果 最终根据比较模型制作难易程度以及组委会提供的材料特点，我们组选择了双塔双锁 面斜拉桥- 1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省本金 3?注重结构美观、简洁 2. 2整体选型 满足视觉审美需求、制作简易以及安全可靠的要求，桥梁选用主边跨之比为2:1的H型双塔双锁面 斜拉桥。 3材料试验 经实验检测，得到如下材料特性: 1 ?白卡纸力学特性试验 试样自重 241g/mA2 试样厚度 0.3mm 试样原始标距200mm试样宽度 试样原始标距200mm 最大力 对应位移 N mm 第一根 117.18 11.46 由上述实验结果不难得知：白卡纸受拉性能较好，适于用作桥而 2?软质PVC塑料板：厚度2mm,力学性能参考值:弹性模量1.5-15MPa,抗拉强度30MPa° 适于用于制作梁等结构构件。 4 ?铅发丝线.AB胶：强度非常大，适用于模型结构构件之间的连接。 4 ?铅发丝线力学特性试验 试样自重 0?71g/m 试样直径 1.1mm 试样原始标距 200mm 最大力 对应位移 N mm 第一根 67.81 35.76 由实验结果可知：铅发丝线抗拉强度较大，但由于英具有一泄弹性，当承受力较大时仍会有较大变形量, 可以在制做之前给予其足够的拉力，使英失去形变能力，这样就适用于模拟悬索桥 和斜拉桥的拉索。 1模型称重 870g 3. 2模型的模拟加载试验 由于没有加载的磁码，故采用 如图如图所示的办法来进行检 测，用书将模型桥塔处支撑， 使英悬空，然后在各跨跨中放 上一左质量的重物，检测斜拉 锁强度与挠度大小。 4结构设计 桥为三跨斜拉桥，主梁采用连续梁形式，横梁采用T型梁形式，桥塔采用H型简易桥塔，斜拉索型为 辐射式 4.1结构整体布置图 2构件尺寸详细设计 T型横梁尺寸示意图 大横梁尺寸示意图 大横梁立面图 主梁尺寸示意图 4.3构造（节点）设计 接口设计：对于主梁与横梁的接口，我们采用“削掉一半”嫁接的方式，两杆分别削掉一部分后, 涂胶拼接，然后用节点卡卡住，待交干后再补胶一次。 4.4模型三维效果图 5特色处理 1?横梁采用大小横梁交叉，在保证桥梁刚度的同时，有效的减轻了桥体的质量 2 ?在小横梁的 地方，用铅发 丝线按如图处 理，在减轻重 虽的同时保证 了中间主梁的 安全 3?横梁采用T型结构，在保证抗压强度的同时，保证了桥而与梁的接触而积，使桥面更安全不下陷 4?梁采用网格分布，使其受力均匀有效的将桥而上的力通过横梁传递给主梁，再传递给斜拉锁，最后传 递给桥塔 5?节点采用节点卡，有很大效果预防杆件脱落 6?安装斜拉锁时给了通过一左的手段斜拉索一左的预张力，苴给主梁一个初始的支承力，以调整主梁初 始内力，使主梁受力状况更加均匀合理，此外，斜拉索轴向产生的水平分力对主梁施加预压力，从而使 主梁的抗裂性能增强，节约主梁材料，是桥梁自重减轻 6制作流程与工艺 1?各个杆件均匀砂纸打磨，使英易于粘贴 2?制作统一大小、形状的节点卡，使其美观 3?在上索时，采用给主梁一个反向压力的方法（如下图），以保证斜拉索具有一立的预张力 模型计算书 模型计算书 7计算模型 桥梁为不等跨的三跨，任中跨的二分之一处梁的最大剪力和最大弯矩均为最大，故取中跨进行研究, 以便受力分析和强度计算。 7.1模型简化 斜拉桥中跨由于具有对称结构，桥而上受到的力均有横梁传递给主梁，因此能直接将斜拉桥桥而简化 为一根主梁受到垂直向下的压力作用 当主跨最大剪力和最大弯矩均为最大时，受力示意图如下: 主梁的最大剪力为集中荷载加于桥而二分之一处时?有加载规则 Fmax=140N 梁的最大剪力为 Fsmax=70N Mmax=70N*400mm=28N*m 7. 2荷载模拟 利用Midas Civil 821建模分析 得到主梁主跨的弯矩图与反向受力图 8内力分析 斜拉桥内力分析: 模型加载时，桥而受到移动小车给予的竖直向下的压 力，然后桥而将该压力均匀分布在网格式横梁上，横梁 在分布给主梁，同时中间主梁受到祛码对其的拉力，又 通过横梁传递给两边的主梁，最终两边主梁受到竖直向 下的压力传递给斜拉索，斜拉索产生斜向的拉力，英中 每根索关于桥塔对称，因此其水平分力大小相等、方向相反，在桥塔处受到的合力竖直向下，该力再通 过桥塔传递给加载架子，实现力从桥而传递到路基的整一个完整的过程。 9材料参数 1.5?15MPa,抗拉强度30MPa。软质PVC 1.5?15MPa,抗拉强度30MPa。 10承载力估算 桥梁可承受最大静载为3*140N=520N 参考文献 武汉理工大学出版社出版 人民交通岀版社岀版 髙等教冇岀版社出版邵旭东金晓勤 主编 《桥梁工程（第3版）》 武汉理工大学出版社出版 人民交通岀版社岀版 髙等教冇岀版社出版 邵旭东主编 顾安邦 主审《桥梁工程（第二版）》 叶志明主编 《土木工程槪论（第3版）》
《危险货物道路运输规则 第2部分：分类》JTT 617.2-2018.pdf
原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者
