第一届桥梁结构分析竞赛题目.doc

第一届桥梁结构分析竞赛题目一、竞赛题目总题目：桥梁结构分析子题目：（1）单跨梁式桥结构分析；（2）单跨拱桥结构分析；（3）三跨连续梁结构分析；（4）双跨独塔斜拉桥结构分析；（5）单跨双塔悬索桥结构分析；二、各子题目初始条件1、单跨梁式桥结构分析（1）模型材料条件模型全部采用白卡纸、白胶制作，计算时材料性能采用附录1给出的数据。（2）形状及尺寸条件桥面系：计算跨度：1m；横截面形式：等截面双肋板式；桥面坡度：0；桥面宽度：16cm；梁高：10cm；梁肋（腹板）宽度：0.4 cm；横桥向梁肋中心间距；10 cm；翼缘板与梁肋连接处倒角：0.3 cm 0.3 cm；横隔梁设置：布置方式：在两端支座间，共计布置5个横隔梁。其中两端支座处各有一个，中间横隔梁按照等间距布置。横隔梁高度：3/4梁高；横隔梁厚度：0.2 cm；（3）荷载条件桥面系均布荷载为100。2、单跨拱桥结构分析（1）模型材料条件模型全部采用白卡纸、白胶制作，计算时材料性能采用附录1给出的数据。（2）形状及尺寸条件桥面系：计算跨度：1m；横截面形式：等截面双肋板式；桥面坡度：0；桥面宽度：16cm；梁高：5cm；梁肋（腹板）宽度：0.4 cm；横桥向梁肋中心间距；10 cm；翼缘板与梁肋连接处倒角：0.3 cm 0.3 cm；横隔梁设置：布置方式：在两端支座间，共计布置5个横隔梁。其中两端支座处各有一个，中间横隔梁按照等间距布置。横隔梁高度：3/4梁高；横隔梁厚度：0.2 cm；主拱： 由两个平行的拱片组成。 两拱片之间中心间距：10 cm； 拱片间横系梁：沿圆弧等间距布置，在两个拱脚处、拱顶处，以及每个拱脚与拱顶之间的弧线中间位置处布置。因此，共计5个拱间横系梁。横系梁采用矩形截面，截面尺寸为3.6 cm（正好可以嵌进两侧主拱上下翼缘板之间，与主拱的腹板进行连接）0.2 cm。其中，长边方向与主拱径向一致。 单个拱片数据： 拱片形状：圆弧 曲率半径：2m； 横截面：等截面工字型，高4cm。上、下翼缘板宽度均为2.5cm，厚度为0.2 cm：腹板宽度为0.3 cm。拱上构造（即拱圈与桥面系间连接）： 拱上支撑设置的位置（共计8个支撑）： 在拱脚处； 在拱脚与拱顶间横系梁处。 拱上支撑尺寸数据：长度：拱上支撑上端抵住桥面系，下端抵住拱片，竖直布置，长度按照上述说明推算；横截面尺寸：采用箱型截面，轮廓尺寸为2.5cm2.5cm，壁厚0.1 cm。（3）荷载条件桥面系均布荷载为100。3、三跨连续梁结构分析（1）模型材料条件模型全部采用白卡纸、白胶制作，计算时材料性能采用附录1给出的数据。（2）形状及尺寸条件桥面系：计算跨度：1m+1m +1m连续梁；横截面形式：等截面单箱双室。中间腹板为竖直设置，两侧腹板为斜腹式。桥面坡度：0；桥面宽度：16cm；梁高：6cm；梁肋（腹板）宽度：0.3 cm；横桥向腹板中心间距；腹板下端间距5cm，上端间距为6 cm。翼缘板与梁肋连接处倒角：0.3 cm 0.3 cm；横隔板设置：布置方式：各支座处均有一个横隔梁，相邻两支座间按照等间距布置3个横隔梁。因此。全桥共计13个横隔板。横隔板尺寸：与箱室内壁均为固结，厚度为0.2 cm；（3）荷载条件桥面系均布荷载为100。4、双跨独塔斜拉桥结构分析（1）模型材料条件模型中桥面系、主塔：采用白卡纸、白胶制作；斜拉索： 采用铅发丝线计算时材料性能采用附录1给出的数据。（2）形状及尺寸条件塔与桥面系之间的连接方式：固结；桥面系：计算跨度：1m+1 m连续梁；横截面形式：等截面双肋板式；桥面坡度：0；桥面宽度：16cm；梁高：3cm；梁肋（腹板）宽度：0.4 cm；横桥向梁肋中心间距；10 cm；翼缘板与梁肋连接处倒角：0.3 cm 0.3 cm；横隔梁设置：布置方式：各支座处均有一个横隔梁，相邻两支座间按照等间距布置3个横隔梁。因此，全桥共计9个横隔梁。横隔梁高度：3/4梁高；横隔梁厚度：0.2 cm；塔： 形状：横桥向H型； 塔高：20 cm； 塔内两塔柱间中心间距：6.5 cm 塔柱横截面形式及尺寸：箱型等截面，外轮廓尺寸为3 cm3 cm，壁厚0.3 cm。 塔柱间横系：在塔柱中间位置，为箱型等截面，外轮廓尺寸为3 cm3 cm，壁厚0.3 cm；斜拉索： 索型：双面索型，每侧索面均在竖直平面内； 索在面内的布置：呈辐射状，每个索面内计9根斜拉索，全桥共计36根斜拉索。索与桥面连接处，沿顺桥向水平间距为10 cm；索与塔的连接处，从距离塔顶2 cm处起，顺塔轴向向下依次间距为1.5cm； 单索组成：由一束6丝铅发丝线组成； 索内应力值：为铅发丝线极限破断应力的70%。 （3）荷载条件桥面系均布荷载为100。5、单跨双塔悬索桥结构分析（1）模型材料条件模型中桥面系、主塔：采用白卡纸、白胶制作；悬索、系杆： 采用铅发丝线；后锚固： 不考虑具体锚固体材质，按照刚性锚固计算。计算时材料性能采用附录1给出的数据。（2）形状及尺寸条件桥面系：计算跨度：3m；横截面形式：等截面双肋板式；桥面坡度：0；桥面宽度：16cm；梁高：3cm；梁肋（腹板）宽度：0.4 cm；横桥向梁肋中心间距；10 cm；翼缘板与梁肋连接处倒角：0.3 cm 0.3 cm；横隔梁设置：布置方式：除两端支座处各有一个外，中间横隔梁按照间距为30 cm等间距布置。横隔梁高度：3/4梁高；横隔梁厚度：0.2 cm；塔： 形状：横桥向H型； 塔高（索鞍顶标高）：100 cm； 塔内两塔柱间中心间距：6.5 cm 塔柱横截面形式及尺寸：箱型等截面，外轮廓尺寸为3 cm3 cm，壁厚0.3 cm。 塔柱间横系：在塔柱中间位置，为箱型等截面，外轮廓尺寸为3 cm3 cm，壁厚0.3 cm；主缆： 主缆断面组成：由一束15丝铅发丝线组成； 主缆线型：悬链线，跨内最大垂度为15 cm； 主缆后锚固点距近端塔的距离：100 cm；系杆： 系杆截面组成：每根悬索由一束4丝铅发丝线组成； 系杆轴线方向：为垂直方向，上端锚固于同侧主缆，下端锚固于桥面系； 纵桥向系杆间距：在跨间，按照30 cm等间距布置；（3）荷载条件桥面系均布荷载为100。三、关于给定条件的说明1、上述给出的条件，为建模时的初步条件，计算中发现方案不好，选手可以在此基础上作优化设计。2、上述条件给出时，均为专业术语，因此请参赛选手最好到图书馆借本桥梁工程看，以便能理解条件内容。3、准备说明书，需要具备以下几门或课外的知识： 材料力学；（手算与电算需要） 结构力学；（手算与电算需要） AUTOCAD；（方案图绘制需要） 3D-MAX或者计算软件（下面中给出的软件）；（效果图绘制需要） 计算软件：建议用ANSYS、MIDAS，也可采用FLAC、理正等岩土软件；（电算需要）四、计算说明书要求及指导意见按照说明书的先后次序，说明书内容要求如下：1、 封面附录2给出了封面模板，选手填写相关信息，并把多余文字删除。2、 目录建议自动生成目录。方法如下： 先将标题按照等级定义，定义工具在窗口上方的工具内。如： 再点击上方的“插入”，找到“引用”后鼠标置于其上，右侧显示出“目录与索引”，并进行点击，弹出窗口后，选择“目录”，点击确定后就能在指定位置自动生成目录。3、 内容：桥型说明：根据抽签所选桥型，网上搜索或者看书学习，并整理该桥型相关知识，编撰整理成综述的形式。模型设计描述：依据抽签结果，把对应桥型给出的初始设计条件，用文字的形式有条理地表达出来。 方案图：分为方案图和效果图两部分。按照赛会给出对应桥型的初始设计条件，使用前者绘制方案图；使用后者绘制效果图。 手算分析：建议梁桥、连续梁、拱桥（参照同济大学姚玲森编桥梁工程，或者其他拱桥设计书籍）必须进行手算。 电算分析：所有桥型必须进行电算，电算工具上已述及。 手算分析与电算分析结果的比较：列表比较手算与电算结果。 结论：对列表比较手算与电算结果进行必要的分析，给出结论。五、指导教师指南1、桥梁工程及材料力学、结构力学：陈凤山2、AUTOCAD：闫善勋2、计算软件：王志云1模型材料性能参数表1 白卡纸材料特性表厚度（mm）拉应力（N）压应力（N）0.33522.27.0表2 白卡纸+白胶复合材料物性表材料序号材料名称弹性模量(MPa)泊松比1三层白卡纸12590.32双层白卡纸8000.33铅发丝线400000.2单根铅发丝线的名义面积可以上网查询，由选手自行拟定。2、封面模板（用完删除该行）大连海洋大学第一届桥梁结构分析竞赛桥梁结构分析桥结构分析参赛队员姓名：