• 下图是在Midas中分析出的结构在小车荷载处于最不利位 置时的位移等值线图，从图中可以清晰地看到最大位移量 为5.39mm，发生在中跨的跨中位置附近。最大应力发生 在中跨的跨中附近的下翼缘，最大值2.76MPa。
• 综上：利用Midas分析时，梁上的最大应力为2.76MPa, 小于PVC的抗拉强度30MPa,最大位移量为5.39mm,小于 赛题限制的15mm。 • 经过手算与Midas模拟得出的结果均表示桥能加载成功， 由于评分时质量得分占据的比例比较大，因此我们选择该 种质量较轻的设计方案。
金鑫，《路桥工程》2014年8月第4卷第22期
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——B10组
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
模型计算
• 桥梁三跨等跨，且结构形式一样，由于施加震动荷载 时，小车停留位置在中跨中间，且两次加载过程中小车在 此处停留时间最长，故只取中跨进行研究，以便受力分析 和强度计算。 • 可以将梁简化为理想桁架结构，由桁架结构可知，各 杆均只受轴向力，负值表示压力，正值表示轴向拉力，由 于桁架下弦杆改为连续绳索结构，故可认为其受力大小均 相等，且受拉思的方案选取
悬索和桁架梁 组合
加劲梁的优化 设计 网格式分布 T形横梁
结构设计
1.按照赛题要求，我们选择悬索与梁的组合形式 2.为了增加主梁的刚度，一般要设加劲梁，我们将加劲梁优化成桁架 梁，并采用鱼腹式梁，充分发挥材料的作用，在此基础上，鱼腹式 桁架的各个下弦杆均受拉，我们将鱼腹式桁架的各个下弦杆换为索， 并施以一定大小的预应力 ,形成张弦桁架梁结构 ,利用下部拉索的预 应力产生的反向弯矩, 抵消上部重荷载产生的弯矩,从而调整结构内力。
特色处理
1.横梁采用T形小横梁，在保证桥梁刚度的同时，保
证了桥面与梁的接触面积，使桥面更安全不下陷，
并且有效的减轻了桥体的质量。 2.节点采用节点卡，有效防止杆件脱落，如下图所 示：
3. 加劲梁采用鱼腹桁架梁，并将桁架下弦拉杆改为 拉索 ,并施以一定大小的预应力 ,形成张弦桁架梁结 构 ,利用下部拉索的预应力产生的反向弯矩, 抵消上
方案构思
• 对于本次结构设计，我们首先对赛题进行了详 细分析，考虑到组委会提供的材料特点以及赛题对 桥型的限制，从安全、耐用、美观的角度出发，我 们选择了现在作为我国大跨径桥最流行的桥型之一 的悬索桥，悬索桥作为一种拉索体系，比梁式桥的 跨越能力更大，是大跨度桥梁的最主要桥型。为了 明确体现组合形式，改进受力和合理性，我们选择 了桁架梁与悬索两种桥型相结合。为了进一步优化 受力结构和减轻桥梁质量，我们将桁架梁改为张弦 体系的鱼腹式桁架梁以此来减轻桥梁自重和提高承 载质量，考虑到桥梁的加载重量，我们采用自锚式。
3. 为了减小最大弯矩，我们将桥设为等跨的三跨，桥的全长为 1785mm，桥面宽为240mm，主梁为三根，每根主梁由两块长 1785mm，高15mm的PVC条粘贴而成，横梁采用15根T型梁来支 撑桥面、传递荷载以及为此主梁的侧向稳定，悬索桥采用多塔形式， 在考虑桥梁自重和赛题要求的最大加载量的情况下，我们将左右塔 设置成为独塔不连接形式也能满足加载要求，并在有支座的地方布 置。
由于各杆均受在轴向力作用，因此只需要校核抗拉抗压强度σ.
σ=FN/A
对于上弦杆：A=4*15=60mm^2 FN=-134.62N σ=-2.24MPa 对腹杆：A=4*6=24mm^2 极限位移计算（单位荷载法） 由单位荷载法求得中点位移为 FNmax=-81.8N σ=-3.41MPa 综上|σ|max=3.41MPa≤σu=8MPa 故强度满足要求。
参考文献
• [1]《结构力学》,杜正国主编，西南交通大学出版社 • [2]《材料力学I》第五版，孙训方、方孝淑、关来泰主编 ，高等教育出版社
• [3] “张弦梁结构在桥梁工程中的应用”，黎明、 杨晖，
《工业建筑》2008年第38卷增刊，401-405 • [4] “鱼腹式梁结构在桥梁结构设计中的应用与受力”，
部重荷载产生的弯矩,从而调整结构内力。使得加劲
梁质量大大减小，结构受力更为合理。 4.主缆采用橡胶圈连接，为施加震动荷载时提供足 够的缓冲，保证震动加载成功。
加载模拟实验
在做正式参赛作品前，由于三跨完全一样，我 们选取一跨，做了两次进行试验，由于没有标准砝 码，我们用石头代替，经测量石头总重为14.87kg， 超过了最大荷载，经加载试验可以看见在要求加载 范围内，模型完全能够承受住，且挠度也在小范围 内。我们根据加载情况进行了尺寸修正，来确保以 最轻的质量承载赛题要求的荷载。
由于我们主梁可以看作三个平面桁架组成，由T形梁将荷载的力 均匀分担给三根主梁，故桥的整体挠度应该为：
梁的最大挠度小于赛题规定的15mm，满足赛题要求。
利用Midas Civil 821 建模分析 对于静力荷载，可以直接在每跨跨中施加6kg的等效荷载， 即60N的节点荷载。对于小车产生的动荷载，由于定义较为 负载，为了简化计算，采用静力荷载工况，计算小车移动中 最不利位置附近时的受力情况。 下图是在MIDAS中分析出的结构在静力荷载作用结构的位移 等值线图，从图中可以清晰地看到最大位移量为2.34mm， 发生在边跨的跨中位置附近。最大应力发生在边跨跨中附近 的下翼缘，最大值1.7MPa。
2016西南交通大学 结构设计大赛 （桥梁承重组）
组号：B10 作品名称：自锚式多塔张弦桁架梁悬索桥
目录
• 1.方案构思
• 2.结构设计 • 3.特色处理 • 4.加载模拟 • 5.计算模型
设计准则
• 1.符合赛题桥型要求、各尺寸要求与对材料 使用限制的要求 • 2.在满足安全的条件下尽量少使用材料，以 减轻桥梁自重和节约成本 • 3.注重结构美观、简洁