河南工業(yè)大學(xué)第六屆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競賽專業(yè)組細(xì)則

一、競賽題目

剛性橋墩單跨橋梁結(jié)構(gòu)模型制作和加載試驗(yàn)

二、競賽內(nèi)容

競賽內(nèi)容包括：理論方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)模型制作、作品介紹與答辯、模型加載試驗(yàn)。

三、競賽要求

1.參賽要求

河南工業(yè)大學(xué)全日制本、?？拼髮W(xué)生，土木建筑學(xué)院大二、大三、大四以及有力學(xué)特

長的大一同學(xué)參加，或其它學(xué)院有一定力學(xué)基礎(chǔ)的同學(xué)參加。

2.理論方案要求

(1)理論方案的內(nèi)容應(yīng)包括：設(shè)計(jì)說明書、方案圖和計(jì)算書。設(shè)計(jì)說明書應(yīng)包括對(duì)方

案的構(gòu)思、造型和結(jié)構(gòu)體系及其他有特色方面的說明；方案圖應(yīng)包括結(jié)構(gòu)整體布置圖、主

要構(gòu)件詳圖和方案效果圖；計(jì)算書應(yīng)包括結(jié)構(gòu)選型、計(jì)算簡圖、荷載分析、內(nèi)力分析、承

載能力估算等。

(2)理論方案要求用A4紙打印，一式3份于規(guī)定時(shí)間內(nèi)交到競賽組委會(huì)，逾期作自動(dòng)

放棄參賽處理。

3.設(shè)計(jì)制作要求

(1)模型制作材料、工具

模型制作材料為組委會(huì)統(tǒng)一提供的白卡紙、蠟線、白乳膠，允許參賽隊(duì)對(duì)所給材料進(jìn)

行加工、組合。制作材料不夠用時(shí)只可向組委會(huì)申請(qǐng)?jiān)黾?。模型制作需按照理論方案制?/p>

結(jié)構(gòu)模型。

(2)模型設(shè)計(jì)要求

a、各參賽隊(duì)自由設(shè)計(jì)紙質(zhì)結(jié)構(gòu)模型(結(jié)構(gòu)類型不限)，必須滿足以下基本要求：

①使用競賽組委會(huì)統(tǒng)一提供的結(jié)構(gòu)模型制作材料；

②制作的結(jié)構(gòu)模型必須與提供的理論方案書(包括設(shè)計(jì)圖)一致；

③凡經(jīng)競賽評(píng)比委員會(huì)現(xiàn)場檢驗(yàn)認(rèn)定，參賽模型用材超出競賽籌備工作組給定材料

的，一律取消比賽資格。

b、橋梁模型應(yīng)包括橋梁、橋面及橋墩支座等橋梁必要部分，橋面不要求滿鋪，如不

滿鋪時(shí)橋的兩端必須要有橫桿圍起橋面，或者橋面也可以不鋪。構(gòu)成橋面范圍的桿件要求

為剛性桿件。要求橋面寬度在150mni-20（）nin】范圍內(nèi)，橋面長度不小于橋墩的凈跨度。橋面

在跨度中央（加載點(diǎn)處）的結(jié)構(gòu)寬度應(yīng)不大于200nlm,該處要預(yù)留放置60mm寬的加載鋼板

的位置。

c、橋梁模型為單跨結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)總高度不超過600nl可做成水平橋面或拱形橋面（拱

形橋面的最大高差不得超過50mm）。橋面標(biāo)高以上可以有結(jié)構(gòu)構(gòu)件，但應(yīng)保證有一定寬度

及高度的通車凈空，能讓橫截面150nlm（寬）X150mn（高）的無質(zhì)量汽車模型順利通過整

個(gè)橋面。橋底以下應(yīng)保證有指定的通航空間,橋梁錚跨度（指長軸兩橋墩內(nèi)側(cè)之間的最小

距離）不小于800mm（此處不允許誤差，小于800mm者，每小1mm,總分扣0.5分），中

部主航道500nlm范圍內(nèi)未加載前通航凈空不小于150:nm（此處不允許誤差，小于150mm者,

每小Imm,總分扣0.5分），以上兩項(xiàng)扣分超過10分即取消比賽資格。要求該范圍內(nèi)不得

有任何結(jié)構(gòu)或構(gòu)件阻礙船舶通航。模型結(jié)構(gòu)及加載裝置如圖1所示。

0

0

9

V

也

施

歡

藜

出

（a）主視圖

<200

（b）側(cè)視圖

圖1模型結(jié)構(gòu)及加載裝置示意圖

（3）支座及加載條件

加載在兩水平等高的平臺(tái)間進(jìn)行，模型加載時(shí)兩側(cè)橋墩支座（用分發(fā)的材料自行制作）

分別用壓緊鋼板固定于加或承臺(tái)上，承臺(tái)可以提供豎向支承和水平向支承。固定鋼板與橋

梁跨度同方向的寬度為203mm,厚度為6mm,長度約350mm,平面位置如圖2所示，用4個(gè)

螺栓將模型支座壓緊在加我臺(tái)上。

兩個(gè)加載平臺(tái)的凈距為750o兩邊固定鋼板上開有槽形螺栓孔，允許固定鋼板做前后

調(diào)整。兩塊固定鋼板之間的凈距可以在800-960之間調(diào)整，以適應(yīng)各種規(guī)格橋墩的需要。

模型的立柱應(yīng)該避開固定鋼板的區(qū)域，落在承臺(tái)鋼板上面，數(shù)量不限。

模型應(yīng)自帶支座，與支承鋼板之間不能用白乳膠連接，只能通過帶有螺栓的固定鋼板

將支座壓緊。壓緊鋼板不平時(shí)，允許用紙等材料墊于鋼板之下，這些材料屬于加載裝置的

一部分，不計(jì)入模型自重c

固定壓緊鋼板的每根螺栓，在臺(tái)面和壓緊鋼板之間加多一個(gè)螺母。調(diào)好壓緊鋼板位置

后，用固定扳手將這個(gè)螺母擰緊，保證螺栓及壓緊鋼板不滑動(dòng)。

固定餌板

??

---

?--?-

圖2加載平臺(tái)及固定鋼板平面圖

加載裝置為一根厚度為6mm、寬度為60mm的鋼板，放在跨中的橋面上。鋼板兩端用吊

桿和下面的加載裝置相連，用祛碼進(jìn)行考慮荷載不利布置的豎向荷載加載；鋼板中間通過

拉環(huán)、鋼絲、滑輪與水平力加載裝置相連，用祛碼施加縱向剎車力，如圖1所示。

模型跨中應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，并預(yù)留放置加載鋼板的空間，滿足安裝加載裝置

的要求。

四、加載過程

模型作品及加載裝置的安裝由參賽隊(duì)員在進(jìn)場后10分鐘之內(nèi)完成（超過時(shí)間的隊(duì)伍超

過一分鐘在總得分上扣除3.5分），加載過程中所有操作均由隊(duì)員自行完成，組委會(huì)工作

人員只負(fù)責(zé)裁判工作。

1、加載裝置的安裝

加載鋼板（寬度60mm）應(yīng)橫向放置在橋面長軸跨度中央點(diǎn)處，鋼板兩端分別用吊桿

和下面的祛碼掛盤相連，鋼板中間通過拉環(huán)、鋼絲、滑輪與水平力加載掛盤相連，以上所

有裝置的質(zhì)量均不計(jì)入加載質(zhì)量中。

注：部分儀器照片在附件1中查看

2、加載過程

橋梁模型加載模擬兩車道車輛荷載不利布置、水平剎車力組合作用的工況，加載過程

規(guī)定如下:

第一級(jí)加載，在加載鋼板左右兩端的吊鉤上各加上1個(gè)5kg研碼施加豎向力

（△二￡二5kg,代表橋梁活荷載最小的情況）。裁判員在以上加祛碼操作完成后開始計(jì)時(shí)，

模型在10秒鐘內(nèi)沒有失效即視為加載成功，可以進(jìn)行下一級(jí)加載。

第二級(jí)加載，在加載鋼板右端（右車道）上添加一個(gè)5kg祛碼，左端（左車道）不添

加（￡二5kg,￡=10kg,代表兩車道活荷載不利布置情況），模型在10秒鐘內(nèi)沒有失效即

視為加載成功。

第三級(jí)加載，在加載鋼板左端（左車道）上添加一個(gè)5kg祛碼，右端不添加，使兩側(cè)

荷載平衡，并通過鋼板中部的拉環(huán)和縱向鋼絲、滑輪裝置添加一個(gè)2kg的祛碼施加縱向水

平力（《二10kg,￡=10kg,A=2kg,代表有剎車力情況），模型在10秒鐘內(nèi)沒有失效即視

為加載成功。

第四、第五級(jí)加載重復(fù)第二、第三級(jí)加載的過程，但不平衡荷載放置的位置交換。每

次豎向荷載平衡后即添加一個(gè)2kg的祛碼施加縱向水平力。重復(fù)第四、第五級(jí)加載，直到

豎向荷載達(dá)到50kg,加載結(jié)束（本次比賽最大豎向加載量為50kg,承重超出50kg時(shí)只取

為50kg）。

橋梁模型的方向規(guī)定是：以水平剎車力￡的方向?yàn)橄蚯?人為作用于左車道的力，

后為作用于右車道的力。

比賽前，參賽隊(duì)先按自己選定的方向?qū)⒛Ｐ蛿[好，然后拋硬幣決定方向。如出現(xiàn)正面

則方向不變，出現(xiàn)反面則將模型擺放方向轉(zhuǎn)180度。

加載過程中硅碼一經(jīng)加上后不能再取出及更換。加載時(shí)必須聽從工作人員的指揮，注

意安全。

加載級(jí)數(shù)Fl(kg)F2(kg)F3(kg)

1550

25100

310102

415102

515154

615204

720206

825206

925258

注：F1為左車道，F(xiàn)2為右車道，F(xiàn)3為水平剎車力，以上加載數(shù)額均為累計(jì)重量。不能

越級(jí)加載

d、模型失效條件：

（1）未能在指定時(shí)間內(nèi)完成模型制作導(dǎo)致不能加載；

（2）模型尺寸及材料使用不符合規(guī)定要求；

（3）模型無法正確安裝就位、無法按規(guī)定的加載方式進(jìn)行加載；

（4）因加載鋼板滑動(dòng)或模型發(fā)生破壞等原因，使該級(jí)荷載未能通過10s的判定時(shí)間；

（5）模型跨中的最大撓度超過40mmo

（6）模型主要構(gòu)件脫落、失穩(wěn)、破壞和結(jié)構(gòu)變形過大等，經(jīng)評(píng)委認(rèn)定失效的情況；

（7）人為地阻礙比賽進(jìn)程或有意違反加載規(guī)則等經(jīng)評(píng)審委員會(huì)認(rèn)定的違規(guī)行為，立刻

終止加載；

（8）評(píng)審委員會(huì)認(rèn)為超出正常允許情形的其他失效情況。

六、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

總分為100分，包括結(jié)構(gòu)造型與體系、理論分析、敘述答辯和加載試驗(yàn)5個(gè)方面。

1、結(jié)構(gòu)造型與體系（10分）

造型、制作工藝（4分）

結(jié)構(gòu)體系的合理性、實(shí)用性和創(chuàng)新性（6分）

2、理論分析方案（10分）

圖文表達(dá)的清晰性、規(guī)范性（4分）

計(jì)算內(nèi)容的完整性、正確性（6分）

3、現(xiàn)場表現(xiàn)（5分）

現(xiàn)場陳述（3分）

現(xiàn)場答辯（2分）

4、模型加載試驗(yàn)性能（75分）

參賽各組性能指標(biāo)值按下式計(jì)算

F=2

G

其中，G代表模型自重（N）；。代表模型所承受的豎向荷載值（N）。

參賽各組性能得分為

/=75、工

max

其中心巾代表參考各組性能指標(biāo)的最大值。

1、此細(xì)則解釋權(quán)歸競賽委員會(huì)所有。

2、此細(xì)則如有修改或補(bǔ)充，將及時(shí)通知。

3、如無特殊說明，該細(xì)見所有長度單位為nun。

2016年4月5日

河南工業(yè)大學(xué)第六屆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競賽趣味組細(xì)則

一、比賽題目

趣味組B：“概念橋”一一看看你是否有設(shè)計(jì)師的天分，材料不限，設(shè)計(jì)并制

作一個(gè)結(jié)構(gòu)模型。

趣味組C：“撲克塔樓”一一看看你是否心靈手巧，利用指定的材料，設(shè)II

并制作一個(gè)結(jié)構(gòu)模型。

二、組隊(duì)要求

（一）每參賽隊(duì)要求2-3人組隊(duì)參賽。

（二）各參賽隊(duì)必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)向組委會(huì)報(bào)名。

（三）每人只允許參加一個(gè)參賽隊(duì)，對(duì)于參加多個(gè)參賽隊(duì)的選手將以先報(bào)

名的參賽隊(duì)為準(zhǔn)，并取消其在其它隊(duì)里參賽資格。各隊(duì)獨(dú)立設(shè)計(jì)、制作。

鼓勵(lì)跨年級(jí)、跨系（院）、?？粕究粕芯可?lián)合組隊(duì)。

三、比賽細(xì)則

（B）“概念橋”

1、題目內(nèi)容

在一虛擬的Xm寬、Ym深（X、Y可任意取值）的河上設(shè)計(jì)構(gòu)思一概念

性“橋”；所謂“概念橋”就是一種靈感的創(chuàng)造，一種構(gòu)思的抽象；她具

有形態(tài)的多樣性、文化的多元性、環(huán)境的適應(yīng)性。

2、設(shè)計(jì)制作要求

（a）設(shè)計(jì)者提出符合主題的設(shè)計(jì)方案（不考慮結(jié)構(gòu)），構(gòu)思新穎獨(dú)特。

（b）“橋”的大小需有一定的比例，比例自定且標(biāo)明。

（c）模型制作精細(xì)，材料類型不限。

(d)完整的參賽作品包括概念橋?qū)嵨锬Ｐ?、詳?xì)的設(shè)計(jì)說明書、構(gòu)思草圖

(獲獎(jiǎng)?wù)邔⒃谧詈蟮念C獎(jiǎng)儀式上做現(xiàn)場的解說)。

3、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

(a)設(shè)計(jì)構(gòu)思、創(chuàng)意占50%

(b)制作工藝占30%

(c)設(shè)計(jì)說明書、構(gòu)思草圖占20%

(C組)撲克塔樓

1、題目內(nèi)容

利用撲克牌搭建一個(gè)盡可能高的塔樓。

2、設(shè)計(jì)制作要求

(a)用54張撲克牌在規(guī)定時(shí)間內(nèi)拼搭成一模型。

(b)模型形式任意。(注意：撲克牌可以折、拆、剪，但不能使用膠水等輔

助工具。)

(c)比賽是只能使用組委會(huì)統(tǒng)一提供的撲