2026年工程技术与结构创新方案竞赛题目

2026年工程技术与结构创新方案竞赛题目一、工程设计类（共3题，每题20分）1.题1（10分）：城市老旧桥梁抗震加固方案设计背景：某城市建成于20世纪80年代，部分钢筋混凝土桥梁因设计标准较低，抗震性能不足。现需提出一种经济适用、施工便捷的抗震加固方案，要求明确加固材料选择、结构改造措施及施工工艺流程。要求：（1）说明桥梁抗震加固的原则和关键技术要求；（2）设计加固方案，包括材料选择（如碳纤维布、型钢等）、加固部位及构造措施；（3）简述施工步骤及注意事项，并分析加固后的预期效果。2.题2（10分）：低碳环保型装配式建筑结构体系创新设计背景：随着可持续发展理念的普及，装配式建筑因其高效、环保的特性受到关注。现需设计一种以竹材或再生木材为主要材料的装配式建筑结构体系，适用于我国南方地区低层住宅建设。要求：（1）阐述竹材或再生木材在建筑结构中的应用优势及力学性能特点；（2）设计结构体系，包括构件连接方式、节点设计及整体稳定性措施；（3）分析该体系的环保效益及经济可行性，并提出推广应用的建议。3.题3（20分）：山区高边坡地质灾害防治工程方案设计背景：某山区高速公路项目需穿越一处高陡土质边坡，该区域降雨量大，易发生滑坡、泥石流等灾害。现需设计一种综合防治方案，确保边坡长期稳定。要求：（1）分析边坡失稳的主要因素及潜在风险；（2）提出工程治理措施，包括被动防护（如锚杆、挡土墙）、主动加固（如预应力锚索）及排水系统设计；（3）说明监测方案及应急预案，并评估方案的技术经济合理性。二、结构优化类（共2题，每题15分）1.题4（15分）：钢结构高层建筑抗风性能优化设计背景：某沿海城市拟建设一座200米高的钢结构超高层建筑，当地风速较大，需优化结构体系以降低风荷载效应。要求：（1）分析风荷载对高层钢结构的影响及主要危害；（2）提出抗风优化措施，如结构外形调整、阻尼装置应用等；（3）对比优化前后的结构自振周期及层间位移，说明改进效果。2.题5（15分）：大跨度桥梁结构形式创新设计背景：某跨江通道需建设一座500米跨度桥梁，传统桁架结构自重较大，需探索新型轻量化结构形式。要求：（1）介绍几种新型大跨度桥梁结构形式（如斜拉桥、悬索桥、膜结构等）及其优缺点；（2）选择一种最适合的结构形式，说明其力学原理及设计要点；（3）分析该结构形式在材料、施工及维护方面的创新点。三、施工技术类（共3题，每题15分）1.题6（15分）：超长距离预应力混凝土连续梁施工技术方案背景：某高速公路项目需采用C50预应力混凝土连续梁，单跨长度达250米，需解决长距离运输及现场浇筑的技术难题。要求：（1）分析预应力混凝土连续梁施工的关键控制点；（2）设计施工方案，包括模板体系、预应力张拉工艺及质量控制措施；（3）说明如何确保结构整体性能及施工安全。2.题7（15分）：复杂地质条件下隧道掘进施工技术优化背景：某山区铁路隧道穿越断层破碎带，易发生塌方、涌水等风险，需优化掘进施工技术。要求：（1）分析复杂地质条件对隧道施工的影响；（2）提出掘进方案优化措施，如超前支护、注浆加固等；（3）说明施工监测方案及应急预案，并评估技术可行性。3.题8（15分）：城市地铁车站基坑支护技术方案设计背景：某城市地铁车站基坑周边环境复杂，邻近既有建筑物，需采用经济高效的支护技术。要求：（1）说明基坑支护的基本原则及常用方法（如排桩、地下连续墙等）；（2）设计支护方案，包括支护结构选型、变形控制措施及施工顺序；（3）分析方案的经济性和安全性，并提出优化建议。四、创新应用类（共2题，每题25分）1.题9（25分）：3D打印技术在桥梁构件制造中的应用方案背景：3D打印技术逐渐应用于建筑领域，现需设计一种利用3D打印技术制造桥梁构件（如节点、桁架单元）的方案。要求：（1）介绍3D打印技术在建筑结构中的应用现状及优势；（2）设计桥梁构件的3D打印方案，包括材料选择、打印工艺及质量控制；（3）分析该方案的技术经济效益及推广前景，并探讨未来发展方向。2.题10（25分）：智能监测技术在边坡安全预警中的应用方案背景：某矿山高边坡需长期监测变形及稳定性，需设计一种基于物联网和大数据的智能监测方案。要求：（1）说明边坡安全监测的必要性和常用技术手段；（2）设计智能监测方案，包括传感器布设、数据采集及预警模型；（3）分析方案的技术可靠性及经济效益，并提出改进建议。答案与解析1.题1（10分）答案与解析（1）抗震加固原则与关键技术原则：提高结构的延性、刚度和强度，避免脆性破坏。关键技术包括：材料选择（高强钢材、碳纤维布）、加固部位（梁柱节点、剪力墙）、构造措施（锚固、外包钢）。（2）加固方案设计材料选择：碳纤维布（抗拉强度高，施工便捷）；型钢（增强框架柱刚度）。加固部位：梁柱节点、跨中底部、剪力墙底部。构造措施：碳纤维布按双层布设，锚固长度不小于200mm；型钢外包柱截面，连接采用焊接。（3）施工步骤及注意事项步骤：基层处理→锚固剂涂刷→碳纤维布粘贴→型钢安装→防腐处理。注意事项：确保锚固强度，避免施工损伤原结构。解析：方案需结合桥梁实际损伤情况，优先加固关键部位，并考虑施工可行性。2.题2（10分）答案与解析（1）材料应用优势竹材：轻质高强，可持续性高，弹性模量接近钢材。再生木材：环保，热工性能好。（2）结构体系设计构件连接：螺栓连接或榫卯结构，保证节点承载力。节点设计：采用预制框架单元，现场拼装。稳定性措施：设置拉索或斜撑，增强抗侧力性能。（3）环保效益及可行性环保：减少碳排放，可循环利用。经济：成本低于传统混凝土结构。推广建议：结合当地资源，建立标准化生产体系。解析：方案需考虑南方湿热气候对材料的影响，确保耐久性。3.题3（20分）答案与解析（1）边坡失稳因素降雨、地震、风化、人类活动。（2）工程治理措施被动防护：设置钢筋混凝土挡土墙，间距10米；锚杆深入基岩深度不小于5米。主动加固：预应力锚索，间距8米，锚固段长度15米。排水系统：设置仰斜排水孔，间距3米，深度至软弱层以下。（3）监测及应急预案监测：位