各二级学院:
为了多方面培养大学生的创新思维和实际动手能力,培养团队精神,增强大学生工程结构设计与实践能力,丰富校园学术氛围,促进各专业相互交流与学习,也为2017年5月上旬即将在浙江树人大学举行的浙江省第十六届“鸿翔杯”大学生结构设计竞赛做好选拔,经研究决定举行丽水学院第九届大学生结构设计竞赛。
一、组织机构:
主办单位:丽水学院教务处
承办单位:丽水学院工学院
协办:丽水学院土木工程协会
竞赛办公室设在工学院土木工程学系教师办公室(16-214),联系电话:15957804901(518637),联系人:唐老师
二、竞赛内容:
竞赛题目:不等跨两跨桥梁结构设计与模型制作
竞赛内容:1、模型制作;2、陈述与答辩;3、加载试验。
三、参赛对象和形式
丽水学院全日制在校学生,以组队形式参赛,每队人员3人。
四、竞赛时间
竞赛模型加载试验将于2017年3月29日举行,具体安排如下:
(1)流程:开幕式、模型加载、评奖、闭幕式。
(2)时间:2017年3月29日晚上19:00——21:30。
(3)地点:西区音乐厅,
(4)参加人员:学院领导、专家组评委、竞赛指导教师、竞赛学生。
五、竞赛要求
1.参赛要求
每个参赛队只能提交一份作品,并用汉字命名(不得多于4个)。
每个学生只允许参加一个参赛队,各队应独立完成方案设计与模型制作。
各参赛队必须在规定时间和地点参加竞赛活动,缺席者作自动放弃处理。竞赛期间不得任意换人,若有参赛队员因特殊原因退出,则缺人竞赛。
2.模型制作
(1)制作要求
竞赛模型为桥梁模型,具体结构形式要求:模型结构体系不限,可以是拱梁组合体系、梁和桁架组合、拱和桁架组合、悬索和梁组合等。体系可以是静定结构,也可以是超静定结构。可以是无推力结构,也可以是有推力结构。
模型为两跨结构,跨径布置500mm+1000mm,纵向总长1500mm,需要制作桥梁上部和下部结构。
桥梁的类型不限,但必须保持主要承重构件和桥面为连续的,且桥面要求满铺集成竹片便于铺设加载履带。模型最大水平投影面200mm×1500mm,桥面到桥墩底部总高250mm(误差±5mm);桥面以上结构高度不限,桥面以下结构高度需满足通航要求:短跨下小船尺寸为400mm×100mm、长跨下小船尺寸为800mm×100mm,如图1 示。模型的纵桥向长度为1500mm(误差±5mm),横桥向宽度为200mm(误差±5mm),两端支座处模型高度50mm(误差±3mm),加载平台、模型以及桥墩尺寸如图1 示。如参赛选手设计了桥面纵坡,则桥面纵坡坡度应控制在3.0%以内(否则无法牵引小车,无法完成加载,等同于失去比赛资格),并保持桥面平顺、连续。不符合要求的模型直接取消比赛资格。若加载时桥面塌陷导致小车无法行进,或桥面发生破坏,则视为模型加载失败。
模型桥面以上须保证不小于宽180mm×高350mm 的桥面通行净空(为单一净空。关于净空的概念详见规范 JTG D60-2004 公路桥涵设计通用规范),以用于移动小车加载。整个模型设置3 个支座,位于一条直线上。两端支座间距为1500mm(图1a),设置下压板,为模型提供竖向约束,防止模型两头上翘。中间一个支座,截面尺寸最大为200mm×100mm,模型桥墩底面水平投影尺寸应小于中间支座尺寸,中间支座可为桥墩提供竖向约束,但不提供水平约束和转动约束。两端支座高度和间距是固定的,模型只能支撑在3 个支座上,加载平台见图1。
总体布置示意图
平面图
图1 加载装置
(2)模型制作材料及工具
集成竹杆材:规格3×6mm、3×3mm、2×2mm 、1×6mm,每根长900mm,各30 根。
集成竹片材:规格0.5×1200 mm×420mm, 1 片。
集成竹的力学性能参考指标为:密度0.789g/cm3,顺纹抗拉强度150MPa,抗压强度65MPa,弹性模量10GPa。
棉蜡线:20 米
胶结材料:502 胶(8g 装),5 瓶。
制作工具:自备(限尺子、简单刀具、砂纸、剪刀、手套、橡皮、笔、纸等),小型电动工具自备电源。
3、加载步骤及要求
加载过程模拟路面不平整,导致过车时引起桥梁结构震动。
先在模型上满铺一条宽180mm 的铝制履带,履带总重11kg;履带上设置八个斜坡障碍,履带布置图见图2,障碍物的位置及尺寸和履带的尺寸见图3。再在履带上通过加载小车,小车自重1500g,小车长220mm,宽120mm,高200mm,小车底板离地高度50mm,左右轮距80mm,前后轮轴距180mm,具体尺寸见图4。
图2 履带布置图
图3 障碍物的位置及尺寸
图4 小车尺寸
模型加载分为一级加载和二级加载试验两部分,加载规则如下:
(1)一级加载
参赛选手自行牵引小车从模型一端到达另一端,小车内砝码重量为10kg。行车方向为从短跨到长跨。小车行驶时间在30~60s 之间,行驶过慢或过快扣除相应分数。在小车行驶过程中,监测长跨跨中挠度,不得超过20mm。一级加载通过,选手可自行选择是否进行第二次加载。
(2)二级加载
小车内砝码重量由选手自行选择,可选砝码重量为12kg、14kg、16kg。选手再次牵引小车通过模型,行车方向从短跨到长跨。小车行驶时间及挠度限值同一级加载。
最终计算成绩时,取最大一次加载重量计算。
在任何一级加载中,当模型出现以下任一情况时,即视为加载失败,退出比赛:
模型坍塌、杆件脱落;
模型桥面或其它部位失去正常承载能力,导致小车无法正常通行;
移动荷载作用下长跨跨中位移绝对值大于20mm。
5、评分规则
根据结构体系与模型制作、陈述与答辩、加载测试3个方面进行评分,总分100 分。不符合竞赛要求,或者在参赛过程中有违规行为,不遵守竞赛秩序和纪律的参赛队,将取消参赛资格。
结构体系与模型制作(10分):根据结构的合理性、创新性,以及模型制作质量等评分。
陈述与答辩(10分):根据现场陈述和回答情况评分。
加载测试(80 分):加载试验总分= K1×80-时间扣分,系数K1为
上式中,表示第i 个模型的两次加载中较大的“荷重比”,即两次加载中小车内砝码最大值与模型重量之比;为所有参赛模型中两次加载最大荷重比。
小车行驶时间不满足规定扣分:每次总成绩扣除5 分,超过120 秒作为加载失败。
六、奖项设置
特等奖(可空缺)、一等奖3组、二等奖5组、三等奖8组,最佳创意奖1组、最佳制作奖1组、鼓励奖若干组。
七、对参赛队的几点要求
①鼓励跨专业联合组队参赛,要求参赛队有良好的创新意识和合作精神,并能保证有充足的竞赛时间;
②组队报名后原则上不得中途更换队员;
③凡报名参赛,必须在规定时间内提交模型作品,否则按弃权处理。
丽水学院教务处
2017年3月20日