桥梁结构设计与模型加载
结构设计大赛之桥梁模型设计
结构设计大赛之桥梁模型设计桥梁模型设计是结构设计大赛中非常有趣和具有挑战性的一个项目。
设计一座优秀的桥梁模型不仅需要具备强大的结构稳定性和承载能力，还需要美观、简洁、创新，并符合实际工程的要求。
首先，在进行桥梁模型设计之前，我们需要对桥梁的类型和功能有一个清晰的了解。
根据桥梁的跨度，可以分为梁桥、拱桥和吊桥等不同类型。
根据桥梁的功能，可以分为公路桥、铁路桥、人行桥等。
我们需要选择一个适合设计目的的桥梁类型和功能，确定所设计的桥梁模型的基本参数。
在桥梁模型的结构设计中，首要考虑的是桥梁的稳定性和承载能力。
需要确定桥梁的跨度、桥面宽度、桥塔高度等参数，并根据实际工程的要求进行合理的比例缩放。
桥梁的结构可以采用多种形式，如梁式结构、拱形结构、悬索结构等，我们需要根据桥梁的类型和功能选择适合的结构形式。
在桥梁模型设计中，美观和简洁也是非常重要的考虑因素。
桥梁通常是一座城市的重要景观之一，我们需要设计一座外观美观、线条简洁、造型独特的桥梁模型。
可以选择合适的材料，如木材、塑料或金属，来构建桥面和桥塔等部分。
可以运用一些创新的设计手法，如彩色照明、图案装饰等，来增加桥梁模型的艺术性和吸引力。
此外，还需要考虑桥梁模型的实际工程要求。
桥梁需要能够承受预定的荷载，如车辆、人流等。
因此，我们需要进行力学计算和结构分析，确定桥梁的承载能力是否满足设计要求。
同时，还需要考虑桥梁的耐久性和紧固件的可靠性，确保桥梁模型能够长时间使用并保持良好的状态。
最后，在桥梁模型设计中，团队合作和创新思维也是非常重要的。
设计一座优秀的桥梁模型需要多学科的知识和多个专业的技能，例如结构力学、材料科学、艺术设计等。
团队成员之间需要密切合作，共同思考和解决问题，进行反复的试验和改进，以达到最佳设计效果。
总结起来，设计一座优秀的桥梁模型需要综合考虑结构稳定性、承载能力、美观性、简洁性和实际工程要求等多个方面的因素。
只有在这些因素的协调统一下，才能设计出一个符合要求的、创新的桥梁模型。
大学生桥梁设计方案_大学生桥梁设计方案范文
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。
我们设计并制作了这座模型桥。
这座桥，我们采用了悬索与斜拉结合的方式固定，使桥身更具有力度感。
桥梁设计的基本要求有安全可靠，适用耐久，经济合理，美观。
桥梁设计的基本原则桥梁是铁路、公路或城市道路的重要组成部分，特别是大、中桥梁的建设对当地政治、经济、国防等都具有重要意义。
因此，公路桥梁应根据所在公路的作用、性质和将来发展的需要，除应符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求外，还应按照美观和有利环保的原则进行设计，并考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素。
1．安全可靠所设计的桥梁结构在强度、稳定和耐久性方面应有足够的安全储备。
防撞栏杆应具有足够的高度和强度，人与车流之间应设防护栏，防止车辆撞人人行道或撞坏栏杆而落到桥下。
对于交通繁忙的桥梁，应设计好照明设施，并有明确的交通标志，两端引桥坡度不宜太陡，以避免发生车辆碰撞等引起的车祸。
对于河床易变迁的河道，应设计好导流设施，防止桥梁基础底部被过度冲刷；对于通行大吨位船舶的河道，除按规定加大桥孔跨径外，必要时设置防撞构筑物等。
对修建在地震区的桥梁，应按抗震要求采取防震措施；对于大跨柔性桥梁，尚应考虑风振效应。
2．适用耐久桥面宽度能满足当前以及今后规划年限内的交通流量。
桥梁结构在通过设计荷载时不出现过大的变形和过宽的裂缝。
桥跨结构的下方要有利于泄洪、通航或车辆和行人的通行。
桥梁的两端要便于车辆的进入和疏散，而不致产生交通堵塞现象等。
考虑综合利用，方便各种管线的搭载。
3．经济合理桥梁设计应遵循因地制宜，就地取材和方便施工的原则。
经济的桥型应该是造价和养护费用综合最省的桥型。
设计中应充分考虑维修的方便和维修费用少，维修时尽可能不中断交通，或使中断交通的时间最短。
所选择的桥位应是地质、水文条件好，并使桥梁长度较短。
桥梁应考虑建在能缩短河道两岸运距的位置，以促进该地区的经济发展，产生最大的效益。
使用midas_Civil进行桥梁静载试验模拟(以Civil_V2006为例)
桥梁静载试验
桥梁结构静载试验是对新建桥梁和旧桥进行荷载试验，测得结构的应变，计算应力，从而判断结构的安全性。
而静载试验的数值模拟一方面是为了得到最不利荷载的加载位置，另一方面是将数值计算的结果与现场试验的结果作比较，为工程人员判断结构的安全性提供参考。
下面来介绍使用Midas/Civil进行桥梁静载试验的方法，其具体步骤如下。
1、建立结构模型
2、移动荷载加载
3、等效荷载加载
4、查看分析结果
建立结构模型
例题为一32m跨的简支梁桥，截面由6片T梁组成，桥宽9m。
根据结构的几何特性建立梁格模型，每片T用一纵向构件模拟，有横梁或横隔板的地方用横向构件模拟，上面加虚板单元（有刚度，无质量）。
移动荷载加载
将移动荷载按车道荷载加载，加载两车道，得到边梁跨中最大弯矩值1257.58KN*m。
等效荷载加载
然后调整试验车辆的加载位置，当边梁跨中的最大弯矩等效时，确定该车辆的加载位置为试验加载位置。
进行静载试验时运用“静力荷载类型>定义平面荷载类型”定义一组荷载，
然后通过“分配平面荷载”加载到结构上。
这样，可以对梁格模型实现在没有梁单元、没有节点的地方施加集中荷载（线荷载、面荷载）。
将试验车辆按以上位置加载，边梁跨中弯矩1168.51KN*m，视为等效。
此时加载的车辆为两辆35t的车，轴重依次为7t，14t，14t，14t，14t，7t，轴间距依次为3.25m，1.35m，3.5m，1.35m，3.25m。
桥梁结构的欣赏与模型设计
桥梁结构的欣赏与模型设计桥梁结构是人类工程历史上的重要成就之一，它不仅能够连接两地，还能够挑战重力，承受巨大的载荷，是工程学中的重要领域。
欣赏桥梁结构可以从多个角度进行，如其美学价值、工程技术价值以及文化历史价值等。
而设计桥梁模型则是理解桥梁结构的一种方法，通过制作和展示桥梁模型，我们可以更加深入地了解桥梁的结构原理和设计理念。
从美学价值的角度来欣赏桥梁结构，桥梁的设计和建造往往体现了人类的智慧和创造力。
不同形式的桥梁，如拱桥、悬索桥、斜拉桥等，都能以独特的美感展现在我们面前。
比如中国的古代石拱桥，以其雄浑大气的形象和精湛的工艺，展示了中国古代工程学的杰作。
而现代的斜拉桥和悬索桥，则以其流线型的设计和独特的结构，成为现代城市的地标建筑，同时也是美学艺术的体现。
从工程技术价值的角度来欣赏桥梁结构，桥梁往往要经受巨大的载荷和挑战，因此其设计和建造涉及到多学科的知识和技术。
桥梁工程师必须考虑到地理环境、交通需求、材料特性等多个因素，才能设计出合理而安全的桥梁。
为了充分发挥桥梁的荷载能力，工程师会利用各种形式的桥梁结构，如钢结构、混凝土结构、复合结构等。
通过合理的结构设计和工艺技术，桥梁能够有效地传输载荷，并保持稳定和安全，这是工程技术的重要成果。
从文化历史价值的角度来欣赏桥梁结构，桥梁不仅是一种工程实物，还承载着城市和民族的历史记忆。
许多桥梁都具有历史意义和独特的文化价值，比如威尼斯的里亚尔托桥、巴黎的亚历山大三世桥等。
这些桥梁见证了城市的发展和变迁，是城市文化和历史的象征。
同时，桥梁也是交流和连接的象征，它们连接了不同地区和不同文化，促进了人类的交流和发展。
设计桥梁模型是一种了解桥梁结构的方法，通过制作和展示桥梁模型，我们可以更加深入地理解桥梁的结构原理和设计思想。
制作桥梁模型需要考虑到多个因素，如材料的选择、结构的稳定性、桥梁荷载等。
通过亲自动手制作桥梁模型，我们能够更好地理解桥梁的结构和性能，进一步研究和探索桥梁的设计和施工。
桥梁结构模型与实验报告
桥梁结构模型与实验报告桥梁一直被视为城市建设中不可或缺的重要组成部分。
它们连接着人们的居住区与商业中心，为交通提供便利。
而在桥梁工程中，合理的结构模型是确保其安全性与可持续发展的基石。
在本文中，我们将介绍桥梁结构模型的设计原则和实验报告的重要性。
首先，一个优秀的桥梁结构模型应该具备强大的承载能力。
桥梁承受着车辆和行人的重量，因此结构模型的设计需考虑到这些载荷。
传统的桥梁结构大多采用钢筋混凝土或钢结构。
而在当前环保意识加强的背景下，越来越多的桥梁开始采用新型材料，如纳米材料和复合材料。
这些材料可以提供更高的强度和更轻的重量，从而减少了对自然资源的依赖，同时也提高了桥梁的可持续性。
其次，桥梁结构模型还应考虑到地质和环境因素。
地质条件对桥梁的稳定性有着重要影响。
在设计模型时，工程师需要对地质构造和地下水位进行详细研究，以确保模型的可靠性和承载能力。
此外，气候条件也是桥梁模型设计的关键因素。
例如，寒冷的气候会导致桥梁表面结冰，从而影响行车安全。
因此，在设计模型时，需要考虑保温和防冰措施，以保障桥梁的正常使用。
除了设计模型，实验报告对于桥梁结构的安全性评估至关重要。
实验报告是通过在实验室或现场对设计模型进行物理测试来获得的。
实验数据可以提供有关模型承载能力、变形行为和破坏模式的信息。
这些数据有助于工程师进行桥梁设计的改进，从而提高其安全性。
同时，实验报告还可以作为工程监管部门审核和批准桥梁工程的依据，确保桥梁的设计符合规范和标准。
近年来，随着科技的发展，数字模拟技术也在桥梁结构领域得到广泛应用。
数字模拟技术可以通过计算机模拟桥梁结构在各种加载条件下的响应，更准确地评估其安全性和稳定性。
这种方法不仅可以大大提高效率，减少成本，还可以更好地解决实际工程中的一些难题。
然而，数字模拟技术仍然需要通过实验数据进行验证，以确保其可靠性和准确性。
综上所述，桥梁结构模型的设计和实验报告对于保证桥梁的安全性和可持续发展至关重要。
搭桥设计实验报告
一、实验目的1. 了解桥梁结构的基本原理和设计方法。
2. 培养学生的创新思维和动手能力。
3. 掌握实验仪器的使用方法。
4. 提高学生的实验报告撰写能力。
二、实验原理桥梁是连接两岸的重要交通设施，其设计必须满足强度、稳定性、耐久性和美观性等要求。
本实验通过搭建简易桥梁模型，研究桥梁结构的设计原理和影响因素。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：木材、铁丝、胶带、螺丝、剪刀、尺子等。
2. 实验仪器：搭桥实验平台、测力计、计时器等。
四、实验步骤1. 设计桥梁结构：根据实验要求，设计桥梁的结构形式、尺寸和材料。
要求桥梁在满足强度、稳定性、耐久性和美观性等要求的前提下，尽可能轻便、经济。
2. 搭建桥梁模型：按照设计图纸，将木材、铁丝等材料组装成桥梁模型。
注意保持结构的稳定性和美观性。
3. 搭桥实验：将搭建好的桥梁模型放置在搭桥实验平台上，进行加载实验。
实验过程中，记录桥梁的变形、破坏情况以及荷载与变形之间的关系。
4. 数据分析：根据实验数据，分析桥梁结构的强度、稳定性、耐久性等性能，评估桥梁设计的合理性。
5. 实验报告撰写：整理实验过程和结果，撰写实验报告。
五、实验结果与分析1. 桥梁结构设计：本实验设计的桥梁结构为简支梁桥，由两根主梁和若干根横梁组成。
主梁采用木材，横梁采用铁丝。
桥梁长度为2米，宽度为0.5米。
2. 搭建桥梁模型：按照设计图纸，成功搭建了桥梁模型。
实验过程中，注意了结构的稳定性和美观性。
3. 搭桥实验：在实验过程中，对桥梁进行了不同等级的加载。
实验数据如下：（1）荷载等级1：5kg，桥梁变形量为1.5cm。
（2）荷载等级2：10kg，桥梁变形量为2.5cm。
（3）荷载等级3：15kg，桥梁变形量为3.5cm。
（4）荷载等级4：20kg，桥梁变形量为4.5cm。
（5）荷载等级5：25kg，桥梁破坏。
4. 数据分析：根据实验数据，分析桥梁结构的强度、稳定性、耐久性等性能。
（1）强度：桥梁在荷载等级1至4时，均未发生破坏，说明桥梁具有一定的强度。
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。
桥梁模型设计说明书
桥梁模型设计说明书设计目的：本桥梁模型的设计目的是为了展示桥梁结构的原理和工作原理，帮助人们更好地理解桥梁的设计和建造过程，并且为桥梁工程相关人员提供一个实物参考。
设计原理：本桥梁模型采用悬索桥结构，由桥墩、悬索和桥面构成。
桥墩是用来支撑桥面和传递荷载力的关键元素；悬索起到支撑桥面的作用，使桥面能够悬浮在空中；桥面是供车辆和行人通行的平台。
设计材料：桥墩部分采用坚固的金属材料，悬索和桥面部分采用强度高、轻便的合金材料，以确保整个桥梁模型的稳定性和承载能力。
设计步骤：1.确定桥梁模型的比例尺。
根据实际需求和制作条件，确定合适的比例尺，一般建议选择1:50或1:100。
2.设计和制作桥墩。
根据实际桥梁的设计图纸，按照比例尺将桥墩进行设计和制作。
桥墩的高度和宽度应根据实际桥梁的尺寸进行调整。
3.设计和制作悬索。
根据实际桥梁的设计图纸，按照比例尺将悬索进行设计和制作。
悬索的长度和直径应根据实际桥梁的尺寸进行调整。
4.设计和制作桥面。
根据实际桥梁的设计图纸，按照比例尺将桥面进行设计和制作。
桥面的宽度和长度应根据实际桥梁的尺寸进行调整。
同时，需要注意桥面的平整度和承载能力。
5.装配和调整。
将桥墩、悬索和桥面进行合理的装配，并进行调整，确保整个桥梁模型的稳定性和外观效果。
6.检验和测试。
对桥梁模型进行检验和测试，检查桥墩、悬索和桥面的结构强度、平衡性和承载能力。
7.完成和展示。
将完成的桥梁模型制作精细化处理，并进行展示，以便人们更好地了解桥梁结构原理和工作原理。
总结：通过本桥梁模型的设计，可以更好地理解桥梁的结构和工作原理，同时也可以为桥梁工程的相关人员提供一个实物参考，使他们能够更好地进行桥梁的设计和建造工作。
此外，本桥梁模型的设计制作过程注重实用性和可靠性，确保了模型的稳定性和可持续使用性。
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桥梁结构设计与模型加载
一、任务要求
1.要求3个人组队完成任务，考验团队配合能力。
2.用所发的给定数量的木条和502胶设计并制作一座桥梁模型，桥梁结构净跨度为500mm，
横向宽度不大于200mm，模型最下侧杆件不得低于加载台100mm；模型任何一端的支座范围不得超过100mm，并用502胶粘于底板上，底板通过夹具固定于加载台上，模型加载布置详见图1。
3.模型中的各根杆件采用502胶粘接，桥梁模型与底板的连接需沿底板长度方向的中心对称
布置，即模型两侧与底板两侧距离相等，误差不得超过10mm。
底板不得挖孔，但可采用木条在底板上粘接辅助构件，辅助构件计入模型总质量。
4.模型加载时，将会提供一个加载桶及两个挂钩，挂钩挂于桥梁跨中（桥梁跨度的正中间）杆
件上。
队员可选择单点悬挂挂钩或双点悬挂挂钩，挂钩与加载桶通过连接件进行连接（挂钩及加载桶重量约为400g，无法承受挂钩及加载桶重量的即视为零分）。
5.为防止挂钩在加载过程中发生滑动，队员需在跨中悬挂挂钩的构件上用木条粘接两个凸起
（尺寸无要求，但需保证挂钩在加载过程中不滑动），以形成悬挂挂钩的凹槽。
6.模型需为桥梁结构，若非桥梁结构则视为无效；队员在提交模型时需指出桥面位置（桥面宽
度应不小于100mm），无需在模型中制作桥面；桥梁模型跨中需预留好挂钩位置，若挂钩无法悬挂于桥梁跨中杆件上，则该模型视为无效。
挂钩尺寸详见图2。
7.加载环节采用砝码进行加载。
加载过程中，模型跨中挠度不得超过2cm，若超过2cm则加
载结束。
在桥梁挠度允许范围内，按照评分标准计算加载成绩，并对其进行排序，评比出获胜队伍。
桥梁结构
加载装置（桶）
图1 桥梁结构加载示意图
图2 挂钩尺寸
二、材料（现场领取）
1000mm ×6mm ×6mm 木条10根、1000mm ×6mm ×2mm 木条5根、1000mm ×2mm ×2mm 木条5根、400mm ×100mm ×6mm 底板2块、502胶2瓶、砂纸3张。
三、比赛
1. 4月10日公布赛题，4月28~29日领取材料，5月8~9日收取模型，5月11~12日正式比赛；
2. 严格控制模型尺寸满足赛题要求；
3. 模型制作过程中不提供试加载。
四、加载
1. 收取模型时对模型质量进行测量。
2. 提供一个加载桶及两根挂钩用于加载，将砝码放于加载桶内进行加载，无法承受加载装置重
量则为零分，挂钩无法成功挂于桥梁跨中构件亦视为零分。
3. 加载前准备工作及加载过程由队员独立进行，即砝码由队员自己放置，加载时间限制在10
分钟以内。
若时间达到10分钟，则此时结构的承载质量即视为模型最终承载质量。
4. 砝码每次只能放置若干块（规格：0.667kg/块），每次加载后静置30秒。
5. 加载共分5次进行，每次加载砝码质量由队员自行确定。
6. 加载过程中，若挂钩发生滑动，则当级加载无效，需重新进行当级加载。
7. 加载过程中，当模型跨中挠度超过2cm ，则认为模型失效，取上级加载时承载质量作为最终
模型可承载重量。
8. 加载质量达30kg 则停止加载，以防危险事故的发生。
9. 模型整体垮塌（不含局部变形）、加载节点断裂或加载桶掉落则视为加载失败，结构最终承
载质量取上一级加载时的承载质量。
五、评分标准
加载成绩由结构承载质量、模型质量共同确定，具体算法如下：
=结构承载质量结构比强结构模型质量 = 100 结构比强结构加载成绩最大结构比强
六、若比赛过程中发生任何有争议的事项，各队应服从组委会的安排，争议条款之解释权归竞赛组委会。
东南大学结构创新竞赛组委会
2019.03.18。