西南交通大学第九届研究生结构设计竞赛细则Word文件下载.docx

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结构模型的总重量不超过2500克，超过者不能参加比赛。

3.3模型尺寸

桥梁的类型不限，但必须保持主梁和桥面为连续的，模型的纵桥向长度要求在区间（1770，1790）mm范围内，横桥向宽度要求在区间（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。

桥面纵坡控制在3.0%以内（否则无法牵引小车，等同于失去比赛资格），并保持桥面连续。

不符合要求的模型直接取消比赛资格。

3.4模型桥面

（1）桥面铺设材料可以为PVC塑料板或PVC塑料管或两者联合体。

若桥面铺设材料为PVC板，则不可改变PVC板原始厚度。

（2）模型需设置相应平整，并具有一定刚度和强度的桥面构造，能够用于移动小车加载。

若加载时桥面塌陷导致小车无法行进，或桥面发生破坏，算为加载失败。

（3）模型桥面以上须保证不小于宽200mm×

高200mm的桥面通行净空（关于净空的概念详见规范JTGD60-2004公路桥涵设计通用规范），以用于移动小车加载。

3.5请参赛者认真解读实验平台附图，仔细考虑支座情况（图1）。

整个结构模型要求为双跨结构，实验平台共设置3个支座，位于一条直线上，两端支座中线水平间距为1770mm。

模型可以利用边支座提供水平和竖向约束，但不提供转动约束。

两端支座间距是固定的，但中间的支座可根据需要调整高度及水平位置。

3.6模型必须按要求的尺寸和位置、在结构模型桥面系平面内、提供悬挂集中荷载的吊点和进行位移测试的测点。

集中质量悬挂吊点必须位于各跨跨中，以及结构模型中轴线上。

在提交模型时，吊点和测点需选手以吊环形式提前做好，并按要求固定于桥面下方，各点缠绕圈数不得多于5圈，否则限期整改。

吊环采用铅发丝线制作（组委会发放，仅限于制作吊环使用），以便于悬挂砝码（注意吊点处的局部加强，否则在加载过程中发生吊点损坏也算作模型加载失败）；

每跨须在跨中布置两个位移测点，两个测点须关于桥轴线左右对称，且二者距离不小于200mm（图2）。

需要注意的是，吊环和桥面距离25cm±

3cm，以便挠度测试仪能够测出桥梁挠度数据。

3.7参赛作品，必须提供详细的设计计算书。

3.8为确保公平，比赛时所有模型的加载都需按最不利的情况进行，即小车并行加载时需要停留在刚度最小位置（由评审老师选定）。

四、加载设备介绍：

图1a加载设备和移动小车整体

图1b加载设备和移动小车局部

五、加载与测量：

5.1预载

5.1.1预载前首先须校验各参赛作品制作（包括材料、结构尺寸、净空尺寸等）是否满足竞赛规定的限制要求。

5.1.2预载前须测定参赛作品总重量G（单位：

g），并校验G数值是否满足竞赛规定的限制要求（不超过2500g）。

5.1.3对于满足重量要求和制作要求的结构，方可进行荷载加载试验及位移测试。

5.1.4预载时在桥面上施加总重约2kg（暂定）的不提供额外刚度的软橡胶垫（1770mm×

200mm，厚度约4mm）作为均布荷载对结构进行预压（整个加载过程橡胶垫不取下），此时不采集结构位移，然后在每跨跨中集中加载点各弹性悬挂3kg的砝码作为基准集中荷载，并以此两项荷载作为位移测试的变形基准点。

注：

预载后，若结构发生较大变形，跨中的静变形量超过2cm，算作结构失效。

但此静变形仅作为失效与否判据，不参与评分。

若结构在超过此静变形后未破坏，可继续参赛，但不计算成绩和名次。

5.1.5计算并记录各模型的预载荷重比P/G，其中P取为3000g。

5.2第一次加载

5.2.1移动小车荷载加载方式为：

两辆自重各为4kg的移动小车，分别从模型两端牵引相向而行，匀速通过整个模型。

5.2.2移动小车通过整个模型的时间约为1分钟，由工作人员牵引。

5.2.3小车移动过程中由工作人员操作仪器自动采集模型两组位移测点的4个位移值（在基准荷载下的位移为0位移、测量因移动荷载而引起的位移增量）。

5.2.4发生以下情形之一者，即视为加载失败：

（1）模型主要构件出现明显失稳或连接破坏

（2）模型局部构造发生破坏且影响加载过程顺利进行（桥面破坏，或因塌陷导致小车无法以轮子滚动的方式正常通行，而是以底部贴着桥面滑行）

（3）模型结构发生破坏而不能继续承担荷载

（4）位移测点在进行位移测定的工况下的最大竖向位移超过规定限值（20mm）

（5）详细内容见表2

5.2.5对加载成功的作品按预载荷重比大小进行初步排名。

5.3二次加载

5.3.1加载方案

二次加载方案分为两个步骤进行。

第一步为位移测试荷载工况，第二步为承载能力荷载工况。

参赛作品须按表1、表2所示的加载顺序进行试验，每通过一个工况的测定和校验后方可进行下一工况的加载试验。

各加载步骤和荷载工况的内容及成绩评定方法详见表1和表2说明。

5.3.2位移测定

位移测定在第一步的荷载工况下进行，按表1说明进行测定。

所测位移数值为：

在预载变形的基准上，由移动小车加载所引起的结构竖向挠曲。

位移校验时其最大绝对值大于10mm者在分数计算时为负分，若超过20mm，即视为加载失败。

变形过大，导致加载小车无法正常牵引过桥，也视为加载失败。

5.3.3加载试验失败判定

在整个加载过程中，发生以下情形之一者，将视为加载失败，退出加载试验：

表1模型第一次加载及评定系数

加载

加载说明

测定和校验内容

成绩评定系数Ki

步骤

工况

加载失败

加载通过

预载

◇按要求摆放结构模型、调试位移测试仪器。

◇将集中力布置于跨中处，具体见示意图。

◇集中力大小为单点3kg（用3kg的基准砝码施加）。

◇此步骤主要是起稳定模型的作用，便于位移数值测量，提高其精确度。

✓校验结构是否出现整体、构件、局部破坏或结构失稳。

✓出现上述情况者视为该工况加载失败。

✓预载后，若结构发生较大变形，跨中或两端的静变形量超过2cm，算作结构失效.

✓该步骤下测试的静变形仅作为失效与否判据，不参与评分。

✓若结构失效但未破坏，可继续参赛，但不计算成绩和名次。

位移

K1＝0

静载

K2=0

K2＝0

动载

K3=0

第一次

（位移测试荷载工况）

1.1移动荷载

◇两工作人员分别牵引一辆移动小车，由双车道同时匀速相向移动，通过模型。

◇移动小车长约10cm，小车重量4kg。

◇当小车行驶至跨中时，须停止5秒，然后前进。

◇小车通过整个模型的时间限定在1分钟之内。

◇选取整个加载过程中两组位移测点共4个位移测值中的最大绝对值作为模型竖向位移δ（单位mm）。

每组位移测点沿桥面中轴线左右对称布置两个位移计，如图2所示

◇撤除悬挂的集中荷载

✓校验整个加载过程中模型位移值是否超限。

✓变形过大导致小车无法正常通行视为失败。

✓桥面板变形过大导致小车无法通行或桥面破损视为加载失败。

由δ计算K1

由P=3kg计算K2

K3＝0

备注

（1）第一次加载全部成功后方可进入第二次加载流程。

（2）成绩评定系数的计算参见8.2。

表2模型第二次加载及评定系数

分步

第二次

（承载能力荷载工况）

2.1集中力加载

◇将各吊点的集中力荷载增加至5kg。

◇单点集中力荷载由基准荷载3kg和附加荷载2kg构成。

其中，基准荷载3kg砝码由一根可自由变形的弹簧悬挂在吊点上，附加荷载2kg砝码由一根铅发丝线悬挂在基准荷载下方。

✓该步骤不进行位移校验。

由第一次加载δ计算K1

进行2.2移动荷载工况确定K2

2.2移动荷载

◇用两辆相同的移动小车串连后形成总重为8kg的一个车辆组，由工作人员从一个车道牵引，从远离刚度较弱跨的一端匀速行驶至刚度较弱跨的跨中，停止前进并停留5秒。

◇具体车道及刚度较弱跨的选择由现场评委根据模型加载情况指定。

由P=8kg计算K2

2.3振动加载

◇保持2.2荷载工况。

◇再增加2kg砝码在移动小车停留的一跨（由评委老师确定），剪断移动小车所在跨中的附加荷载2kg砝码的连接铅发丝线。

◇任模型自行振动10秒后，由工作人员稳定振动弹簧，评委进行结构承载力校验。

K1

K2

K3=1

（1）第二次加载前不允许对模型的安装进行调整。

（2）成绩评定系数的计算参见8.2

六、模型材料：

（1）软质PVC塑料板：

厚度2mm，用于制作结构构件。

（2）力学性能参考值：

弹性模量1.5-15MPa，抗拉强度30MPa。

（3）塑料螺钉螺母：

用于模型结构构件之间的连接，直径4mm，长度12mm。

（4）PVC塑料管：

外直径8mm，壁厚1mm。

（5）制作工具：

美工刀、钢尺、砂纸、锉刀、改锥、小型锯子、与4mm螺母螺杆配套的螺丝刀和扳手，或其他工具（不限）。

注意：

本次比赛不可使用任何类型的粘胶作为构件之间的连接。

七、模型现场安装、加载及测试步骤：

7.1赛前准备:

检查模型是否满足赛题要求；

安装满足要求的模型

7.2加载及测试步骤：

详见表1和表2

八、评分标准：

8.1总分构成

结构评分按总分100分计算，其中包括：

（1）计算书及设计图25%（共25分）

（2）结构选型与