文档介绍：: .
桥梁结构设计理论案
作品名称：
参赛学院：建工学院
参赛队员：云腾 越祖鑫 欣阳
联系式：
'、案构思
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设计思路
材料力学性能分析
结构选型
结构尺寸说明
连接式的选择
桥墩结构的选择
.二、
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制作工艺 截杆 拱形加工 端部加工 拼接 风干 修饰
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计算书
何载分析 设计假定 简化模型 计算简图
(1 )、位移图
(2) 、轴力图
(3) 、剪力图
(4) 、弯矩图
5、
材料用量统计
四、 其他特色面说明
五、 设计总结
六、 结语
案构思
1、 设计思路
对于此次的设计，我们分别考虑了斜拉桥、悬索桥和 拱形桥的设计案。斜拉桥可以看作是小跨径的公路桥，且 对强度有较高的要求，进而斜拉桥对材料的要求比较高， 而对于所用桐木的强度斜拉桥自然没有其他结构承重能力 强；而悬索桥虽然可以充分利用材料的强度，并且具有省 料，自重轻的特点，但是考虑到其悬索在此次设计中只能 采用蜡线或桐木条，因为蜡线的弹性模量较小，在力的作 用下变形会比较大，从而会导致桥梁挠度值较大，然而桐 木条又会增加桥体自重，所以我们也放弃了做悬索桥的想 法；因为拱形结构的跨越能力较大，可以节省材料，而且 构造较简单，外形美观，所以几种桥型相比之下，我们决 定采用拱形结构案。
2、 材料力学性能分析
（1） 、桐木
桐木的顺纹抗压强度比抗拉强度低，因此用桐木 做拉杆能够更好的利用材料。桐木强度指标的离散性 大，变异性强。由一于部结构不均匀导致的应力集中所 致。尤其是抗拉强度，因此受拉杆件宜采用较大的安 全系数。木在受压时，在某个较小力值围会产生很大 的变形；当变形到达一定数值时，桐木所能承受的压 力急剧增大，但此时变形却很小。桐木为各向异性材 料，顺纹向与横纹向受力性能差异较大。制作中要避 免横纹受力。
（2） 、蜡线
蜡线的弹性模量较小，受力变形较大，所以不宜 用作悬索等承重结构中。
3、 结构选型
我们借鉴古代拱形桥梁的设计理念，充分利用拱形结构 良好的抗压能力，并在两侧悬挑出去的部分采用半拱的形式 增强桥梁整体的承载力，根据力的传递原理，我们在主拱和 两侧半拱之间各增加了一个小拱对桥身进行加固， 巧妙的将 桥面结构的承重力以拱形的传递路径传递，从而达到分担主 拱压力的作用，并使力的传递路径缩短，同时可以有效控制 小车在跨中时的桥面挠度值；为了减轻桥体自重，桥墩采用 箱型结构，并将两侧小拱进行结构优化，有效节省材料，我 们最终确定的上承式拱梁结合结构案既充分发挥了拱形结 构的承重优势，又使桥体结构美观。
4、 结构尺寸说明
此次结构设计的桥梁结构为单跨桥梁，桥梁总长
1600-1680mm单跨跨度大于1000mm桥下净空至少355mm 悬臂端部不小于320mm
5、 连接式的选择
连接式是本模型制作的关键之一。由于是杆件截面较 小，接触面积不够，乳胶干燥较慢等原因，连接是较为困 难的。我们将采取很多措施加以控制，如用铁夹子对连接 处加强压、用蜡线进行绑扎固定等。
乳胶粘接时要不断用电吹风间断性地吹风， 使其尽快 形成粘接力，达到强度的70% （基本固定）后即可让其自 行风干。
6、 桥墩结构的选择
根据本次比赛中的加载式，我们认为桥墩不仅仅要 承受压力，还要承受由拱结构引起的水平推力，所以桥 墩要有较强的抗扭能力，于是我们采用箱型结构制作桥 墩。
制作工艺
1、 截杆
裁杆是模型制作的第一步。经过试验我们发现，截 杆时应该根据不同的杆件，采用不同的截断法。对于质 地较硬的杆应该用工具刀不断切磋，如同锯开；而对于 较软的杆应该直接用刀刃用力按下，不宜用刀口前后切 磋，易造成截面破损。
2、 拱形加工
对于拱形的制作，则预先将杆件置于水中浸泡并加 上预应力使其不断弯曲，并按照先前划定的拱形不断调 整，直至达到理想形状。在对拱脚处进行处理时，先粘 结一个小的木块，让后用铁夹子施加很大的压力，保证
连接能足够牢固
3、 端部加工
端部加工是连接的是关键所在。为了能很好地使杆 件彼此连接，我们根据不同的连接形式，对连接处进行 处理，例如，切出一个斜口，增接的接触面积；刻出一 个小槽，类似榫卯连接等。
4、 节点及其详图
拱形结构与桥墩的节点将采用白乳胶粘结并用蜡线 捆扎的形式。
5、 风干
模型制作完成后，再次用吹风机间断性地吹粘接处， 基本稳定后，让其自然风干。