2016 年 广 州 大 学 第 九 届 结 构 设 计 竞 赛 专 业 组 : 山 地 筑 桥 一 选 题 背 景 桥 梁 是 道 路 的 组 成 部 分 改 革 开 放 以 来, 随 着 我 国 经 济 的 飞 速 发 展, 沿 海 城 市 陆 陆 续 续 都 发 展 起 来, 为 了 帮 助 内 陆 地 区 特 别 是 我 国 西 南 边 境 云 南 贵 州 两 省 的 经 济 发 展, 政 府 部 门 曾 多 次 在 两 省 内 修 筑 桥 梁 道 路, 将 零 落 地 区 接 通 增 加 发 展 机 会 但 由 于 两 省 地 理 位 置 均 位 于 我 国 的 三 个 阶 梯 地 势 上, 大 面 积 土 地 高 低 差 参, 纵 横 起 伏, 一 定 范 围 又 有 和 缓 的 高 原 面, 因 此 桥 梁 的 修 建 难 度 大 大 增 加 历 史 和 现 状 上 看, 绝 大 多 数 桥 梁 均 架 设 在 水 面 上, 山 地 筑 桥 的 案 例 与 之 相 比 少 之 又 少, 修 建 的 经 验 也 甚 少 本 着 培 养 大 学 生 的 创 新 思 维 和 实 际 动 手 能 力, 增 强 大 学 生 的 工 程 结 构 设 计 与 实 践 能 力 的 理 念, 本 次 结 构 设 计 竞 赛 的 桥 梁 模 型 从 结 构 设 计 理 念 出 发, 模 拟 现 实 中 位 于 群 山 峻 岭 上 支 撑 起 山 谷 间 两 地 发 展 的 山 地 桥 梁 图 1 北 盘 江 大 桥 1
二 竞 赛 模 型 广 州 大 学 第 九 届 结 构 设 计 竞 赛 桥 梁 模 型 为 单 跨 结 构 桥 梁, 应 包 括 桥 梁 桥 面 及 桥 墩 支 座 等 桥 梁 必 要 部 分, 采 用 白 卡 纸 材 料, 各 参 赛 队 自 由 设 计 纸 质 结 构 模 型, 结 构 类 型 不 限 三 竞 赛 要 求 3.1 参 赛 要 求 (1) 每 组 参 赛 队 由 1 至 4 人 组 队 参 赛, 各 参 赛 队 必 须 在 规 定 的 时 间 内 向 组 委 会 报 名, 报 名 时 缴 纳 25 元 ( 含 10 押 金, 初 赛 呈 交 作 品 即 可 退 还 押 金 ) 以 领 取 材 料 ; (2) 每 人 只 允 许 参 加 一 个 参 赛 队, 对 于 参 加 多 个 参 赛 队 的 选 手 将 取 消 其 比 赛 资 格, 各 队 独 立 设 计 制 作, 鼓 励 跨 年 级 跨 专 业 联 合 组 队 ; (3) 每 个 参 赛 队 只 能 提 交 一 份 作 品, 并 命 名, 设 计 作 品 命 名 应 健 康 向 上, 突 出 特 点 ; (4) 结 构 设 计 竞 赛 内 容 应 包 括 结 构 模 型 和 理 论 设 计 方 案 书 两 部 分, 比 赛 分 为 初 赛 和 决 赛, 初 赛 只 上 交 模 型 进 行 加 载, 进 入 决 赛 再 上 交 理 论 设 计 方 案 书 3.2 理 论 方 案 要 求 (1) 结 构 设 计 理 论 方 案 内 容 包 括 : 设 计 说 明 书 方 案 图 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 方 案 图 包 括 若 干 结 构 图 及 主 要 构 件 结 点 详 图 ; 计 算 书 包 括 荷 载 分 析 内 力 分 析 结 构 选 型 计 算 简 图 承 载 能 力 估 算 等 ; (2) 理 论 方 案 格 式 和 要 求 : 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 他 页 面 上 均 不 得 出 现 个 人 姓 名, 否 则 取 消 理 论 方 案 评 审 资 格 ; (3) 用 A4 复 印 纸 打 印 装 订 的 方 案 设 计 与 理 论 分 析 文 本 一 式 4 份 字 体 为 小 四 字 体,1.5 倍 行 距, 于 规 定 时 间 内 交 至 组 委 会 注 : 最 终 模 型 需 与 提 交 的 结 构 设 计 方 案 中 的 模 型 保 持 一 致 性 2
四 设 计 制 作 要 求 广 州 大 学 第 九 届 结 构 设 计 竞 赛 4.1 制 作 材 料 (1) 模 型 制 作 材 料 为 230g 白 卡 纸 和 502 胶 水, 白 卡 纸 规 格 为 1189mm 841mm, 卡 纸 力 学 性 能 参 考 值 见 表 4-1-a 和 4-1-b; 层 数 弹 性 模 量 (MPa) 230g 白 卡 纸 1 56.9 2 148.2 4-1-a 白 卡 纸 弹 性 模 量 表 层 厚 (mm) 拉 应 力 (MPa) 压 应 力 (MPa) 230g 白 卡 纸 0.3 22.2 7.0 4-1-b 白 卡 纸 极 限 应 力 表 (2) 主 办 方 将 统 一 提 供 一 定 数 量 的 材 料, 如 果 材 料 不 够 可 以 向 组 委 会 购 买, 不 得 使 用 非 主 办 方 提 供 的 其 它 任 何 材 料 否 则, 一 经 查 实, 取 消 其 参 赛 资 格 4.2 模 型 制 作 要 求 (1) 桥 梁 模 型 为 单 跨 结 构, 各 队 伍 自 由 设 计 纸 质 结 构 模 型, 结 构 类 型 不 限 ; (2) 桥 梁 模 型 应 包 括 桥 梁 桥 面 及 桥 墩 支 座 等 桥 梁 必 要 部 分, 要 求 铺 满 白 卡 纸 以 示 意 桥 面, 示 意 桥 面 的 白 卡 纸 层 厚 需 为 0.3mm, 桥 面 必 须 足 够 水 平, 桥 面 标 高 以 上 须 保 持 净 空, 不 得 有 任 何 构 件 ; (3) 模 型 必 须 制 作 为 一 体 化 的 模 型 ; (4) 桥 梁 模 型 全 长 ( 包 括 桥 墩 支 座 相 关 部 件 ) 不 大 于 900mm, 桥 面 长 度 及 其 净 跨 度 ( 指 两 桥 墩 内 侧 之 间 的 最 小 距 离 ) 不 小 于 800mm, 模 型 总 高 度 不 得 超 过 450mm, 两 桥 墩 所 在 平 台 的 高 度 差 为 150mm; (5) 桥 梁 模 型 的 桥 底 以 下 有 净 空 区 域 ( 该 区 域 不 能 有 任 何 构 件 ), 在 右 边 较 低 支 撑 平 台 平 面 上 方 需 预 留 一 个 上 底 500mmX 下 底 720mmX 高 100mm 模 型 最 大 侧 宽 和 一 个 长 720mmX 高 100mm 模 型 最 大 侧 宽 的 组 合 体 净 空 区 域 ( 具 体 如 下 图 ); 3
(6) 桥 梁 模 型 得 最 小 宽 度 ( 最 里 边 横 梁 内 侧 ) 不 小 于 140mm, 最 大 宽 度 ( 最 外 边 横 梁 外 侧 ) 限 定 为 170mm; (7) 俯 视 方 向 上, 须 在 模 型 跨 中 最 外 边 两 根 横 梁 的 对 称 中 心 的 连 线 左 右 各 180mm 处 竖 向 标 记 加 载 木 板 的 放 置 位 置 ; 模 型 俯 视 图 (8) 桥 梁 模 型 最 大 宽 度 ( 最 外 边 横 梁 外 侧 ) 处 不 允 许 误 差, 违 反 限 定 规 定, 每 小 于 或 大 于 1mm, 总 分 扣 1 分, 超 过 10mm 则 加 载 性 能 项 成 绩 无 效 ; 其 余 各 处 允 许 ±5mm 的 误 差, 超 过 允 许 误 差, 每 小 于 或 大 于 1mm 在 总 分 扣 1 分 ; (9) 凡 违 反 净 空 要 求, 其 违 反 构 件 的 最 长 端 离 净 空 区 域 界 限 的 最 大 距 离 不 超 过 10mm, 扣 除 加 载 性 能 分 ( 满 分 ) 的 30%, 超 过 10mm, 则 加 载 性 能 项 成 绩 无 效 ; 模 型 净 空 区 域 及 尺 寸 图 4
五 加 荷 方 式 及 失 效 评 定 5.1 加 载 钢 板 及 加 载 木 板 加 载 钢 板 如 图, 自 重 1766g; 加 载 木 板 说 明 : 长 :360mm 宽 :170mm 高 :15mm; 5.2 加 载 装 置 安 放 先 在 模 型 中 央 平 铺 加 载 木 板, 再 在 加 载 木 板 中 央 安 放 加 载 钢 板, 三 者 中 轴 线 重 合 5
5.3 加 载 砝 码 广 州 大 学 第 九 届 结 构 设 计 竞 赛 5.3.1 竖 向 加 载 所 用 砝 码 砝 码 : 重 量 :5.098kg 直 径 :180mm 高 度 :33mm 砝 码 实 物 图 5.3.2 侧 向 加 载 所 用 砝 码 砝 码 为 长 方 体 形 状, 规 格 为 60mm 45mm 30mm, 质 量 为 620g 砝 码 实 物 图 5.4 加 载 说 明 5.4.1 加 载 要 求 (1) 加 载 过 程 由 参 赛 人 员 亲 手 操 作, 如 有 需 要 也 可 申 请 由 工 作 人 员 帮 忙 加 载, 但 工 作 人 员 不 为 加 载 过 程 中 出 现 任 何 结 果 负 责 ; (2) 砝 码 一 经 加 上, 不 能 再 取 下 及 更 换 ; (3) 计 时 规 则 : 从 参 赛 队 员 放 置 砝 码 后 身 体 离 开 该 级 最 后 一 个 砝 码 后 开 始 计 时 ; 6
(4) 除 加 载 砝 码 外, 所 有 装 置 的 质 量 均 不 计 入 加 载 质 量 中 ; (5) 模 型 作 品 及 加 载 装 置 的 安 装 由 参 赛 队 员 在 进 场 后 10 分 钟 之 内 完 成 ( 超 时 的 队 伍 每 超 过 一 分 钟, 相 应 的 在 总 得 分 上 扣 除 1 分, 不 足 一 分 钟 按 一 分 钟 算 ) 5.4.2 侧 向 加 载 方 向 (1) 比 赛 前 抽 签 决 定 侧 向 加 载 方 向 的 正 反 向 ; (2) 施 加 的 侧 向 力 由 正 面 指 往 背 面 的 方 向 为 正 向, 施 加 的 侧 向 力 由 背 面 指 往 正 面 的 为 反 向 ; (3) 正 面 为 左 边 支 撑 平 台 高 于 高 于 右 边 支 撑 平 台 的 正 视 面, 背 面 为 左 边 支 撑 平 台 低 于 右 边 支 撑 平 台 的 正 视 面 ; 模 型 正 背 面 说 明 图 5.4.3 加 载 过 程 (1) 参 赛 队 员 在 竖 向 加 载 的 两 边 砝 码 盘 上 分 别 放 置 一 个 5kg 的 砝 码 后, 接 着 在 侧 向 加 载 的 铁 桶 里 放 置 1 个 红 色 砝 码, 加 载 完 毕 后 并 进 行 计 时 5 秒 ( 决 赛 为 10 秒 ), 若 模 型 在 5 秒 ( 决 赛 为 10 秒 ) 内 没 有 出 现 失 效 现 象, 即 为 第 一 级 加 载 成 功, 可 进 行 下 一 级 加 载 ; (2) 参 赛 队 员 在 竖 向 加 载 的 两 边 砝 码 盘 上 分 别 放 置 一 个 5kg 的 砝 码 后, 接 着 在 侧 向 加 载 的 铁 桶 里 放 置 1 个 红 色 砝 码, 加 载 完 毕 后 并 进 行 计 时 5 秒 ( 决 赛 为 10 秒 ), 若 模 型 在 5 秒 ( 决 赛 为 10 秒 ) 内 没 有 出 现 失 效 现 象, 即 为 第 二 级 加 载 成 功, 可 进 行 下 一 级 加 载 ; (3) 以 此 类 推, 直 至 模 型 失 效 或 完 成 四 级 加 载 ; 7
5.4.4 加 载 分 数 广 州 大 学 第 九 届 结 构 设 计 竞 赛 加 载 级 数 竖 向 总 荷 载 侧 向 总 荷 载 得 分 第 一 级 10kg 620g 20 第 二 级 10kg 620g 20 第 三 级 10kg 620g 30 第 四 级 10kg 620g 30 总 计 40kg 2480g 100 ( 注 : 加 载 性 能 分 为 加 载 成 功 的 各 级 分 数 之 和 ) 5.5 模 型 失 效 评 判 准 则 在 进 行 加 载 时, 出 现 下 列 任 一 情 形 则 判 定 为 模 型 失 效, 该 模 型 不 能 继 续 加 载, 并 将 上 一 级 加 载 重 量 视 为 该 作 品 实 际 所 能 承 载 的 最 高 加 载 重 量, 作 为 计 算 依 据 (1) 模 型 尺 寸 及 材 料 使 用 不 符 合 规 定 要 求 ; (2) 模 型 无 法 按 规 定 的 安 装 加 载 测 量 方 式 进 行 安 装 加 载 和 测 量 ; (3) 模 型 在 加 载 过 程 中 出 现 明 显 的 结 构 形 变 或 损 坏 ; (4) 砝 码 掉 落 ; (5) 参 赛 人 员 在 加 载 过 程 中 有 意 触 碰 加 载 台 或 模 型 ; (6) 桥 面 出 现 破 损 ; 若 比 赛 过 程 出 现 争 议, 最 终 解 释 权 归 竞 赛 组 委 会 所 有 六 评 分 标 准 ( 总 分 100 分 ) 初 赛 只 以 加 载 试 验 时 的 加 载 性 能 得 分 为 主, 取 分 质 比 最 高 的 30 支 队 伍 进 入 决 赛 ; 决 赛 包 括 结 构 造 型 和 制 作 工 艺 分 设 计 说 明 书 分 以 及 加 载 性 能 分 三 个 方 面 A 结 构 造 型 与 模 型 制 作 工 艺 (10 分 ) (1) 结 构 合 理 性 与 创 新 性 ( 共 6 分 ) (2) 模 型 制 作 工 艺 ( 共 4 分 ) B 设 计 说 明 书 (10 分 ) (1) 计 算 内 容 的 完 整 性 准 确 性 ( 共 6 分 ) (2) 图 文 表 达 的 清 晰 性 规 范 性 ( 共 4 分 ) 注 : 计 算 书 在 决 赛 时 与 模 型 作 品 同 时 交 到 竞 赛 组 委 会, 逾 期 作 自 动 放 弃 评 审 处 理, 此 部 分 分 数 为 零 8
C 加 载 试 验 ( 初 赛 此 项 为 100 分, 决 赛 为 80 分 ) (1) 分 质 比 为 模 型 加 载 得 分 s 与 模 型 本 身 重 量 m 之 比 : 分 质 比 A i =s/m;( 结 果 四 舍 五 入, 只 取 到 小 数 点 后 两 位 ) (2) 分 质 比 最 大 的 模 型 加 载 性 能 分 为 80 分, 记 其 分 质 比 为 A max, 其 他 模 型 载 重 分 计 算 公 式 如 下 : S i A A i m ax 8 0 ( A max 为 所 有 模 型 中 分 质 比 最 大 值, A i 为 其 他 模 型 各 自 的 分 质 比 ; S i 为 模 型 加 载 性 能 得 分 ) 以 上 A-C 各 项 得 分 相 加, 分 数 最 高 者 优 胜 七 奖 项 设 置 一 等 奖 : 1 组 ( 奖 金 + 证 书 ) 二 等 奖 : 2 组 ( 奖 金 + 证 书 ) 三 等 奖 : 3 组 ( 奖 金 + 证 书 ) 最 佳 结 构 分 析 奖 : 1 组 ( 证 书 ) 八 附 则 1 规 则 出 自 广 州 大 学 结 构 设 计 协 会, 最 终 解 释 权 归 大 赛 组 委 会 所 有 ; 2 此 细 则 如 有 修 改 或 补 充, 将 会 及 时 通 知 ; 3 欢 迎 各 参 赛 者 加 入 组 委 会 官 方 比 赛 QQ 群 号 码 :145349008 广 州 大 学 土 木 工 程 学 院 团 学 公 众 号 :gzdxtmgctwxsh 广 州 大 学 结 构 设 计 协 会 公 众 号 :gzdxjgsjxh 主 办 方 : 广 州 大 学 教 务 处 共 青 团 广 州 大 学 委 员 会 承 办 方 : 共 青 团 广 州 大 学 土 木 工 程 学 院 委 员 会 协 办 方 : 广 州 大 学 结 构 设 计 协 会 2016 年 4 月 01 日 9