各位同学:
为增强大学生的工程结构创新设计与实践能力,提升学生的专业技能与团队协作意识,全国大学生结构设计竞赛分区赛暨第十三届山东省大学生结构设计竞赛如约而至:
01.竞赛题目:
无风撑桁架结构桥梁
02. 题目背景:
桁架结构是桥梁结构中应用最为普遍的结构形式,尤其是在大型斜拉桥技术成熟以前,桁架桥以其计算简单、施工方案成熟、维护成本低等优势牢牢占据着主导地位,如著名的鸭绿江大桥、南京长江大桥、武汉第一长江大桥等均为桁架结构。对于需要较大承载力的大型斜拉桥、悬索桥中也经常采用桁式梁体,如矮寨特大悬索公路桥、在建的沪通公路、铁路两用长江大桥梁体结构都是桁架结构。
桁架结构最大特点在于结构形式简单,容易实现较大跨度,但比较容易出现的问题就是结构的整体平面外失稳,尤其是对于顶部无风撑式桁架桥结构,如何防止桥梁主桁架侧向失稳是重中之重。
国内外桁架桥由失稳导致结构破坏的案例很多,有着深刻教训,如俄罗斯的克夫达无风撑桥,于 1875 年因上弦杆压杆失稳而引起全桥破坏,加拿大的魁北克桥于 1907 年在架设过程中由于悬臂端下弦杆的腹板翘曲而引起严重破坏事故。
胜备桥是抗战时期滇缅公路漾濞县境内两座主要桥梁之一。该桥 1938 年建成,起初为3孔,单跨10米的石台木面叠梁桥,1944年改建成全长64米、净跨36.4米、桥面宽5米、载重10吨的单孔下承式钢架桥,顶部为开口式。20 世纪中期,因电站建设,桥址下移并改建,2017年7月更换部分屈曲的杆件后,至今仍能正常通车。
一座简单的钢桁架桥,历经七十余载风雨仍能正常工作,想想现在有的特大桥,使用几年就进入维修状态,再对比看看新中国成立后我国修建的第一座公铁两用的武汉长江大桥,桥龄超过 84 年历经飞机轰炸的丹东鸭绿江大桥,桥龄 113 年的云南红河州人字桥,我们在佩服那时工程技术、施工人员敬业的同时,更是佩服设计人员概念清晰、力求简洁、方便维护的设计理念。
有限元设计软件的普及为工程设计提供了极大的便利,但与此同时导致很多学生对结构基本概念、基本构造、施工工艺、耐久性设计等方面的重视程度不如从前。对结构的可能破坏形式、防治措施等更是了解甚少。
在此背景下,我们以此为题,既是感受前辈严谨、扎实的工做作风,更是要通过这个过程。检验学生对理论的掌握程度,尤其是对基本概念、构造、设计施工准则的理解。同时也要敢于应用最新理论,对原设计进行优化,设计出每个人自己心中的“胜备桥”。
03. 参赛通知
具体参赛方式以及后续通知将在大赛消息通知群中进行发布,并且进行后续省赛选拔,请各位有意参赛的同学加入群聊:583501320
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(文/徐巍珂)