变参数桥梁结构模型设计与理论分析

王文利 何舒婷 赵瀚淳

(武汉交通职业学院，湖北 武汉 430065)

从小桥流水，到跨越大江大河的生命线工程，桥梁与人们的生活密切相关。桥梁的结构形式多变，从“架梁为桥”的简支梁桥和连续梁桥，到“长虹卧波”的拱桥，到有“钢铁琴弦”之称的斜拉桥，再到享有“跨度之王”美称的悬索桥，伴随着人类科技发展，桥梁的建造和设计不断挑战极限[1]。第十四届大学生结构设计竞赛即是以承受竖向静力和移动荷载的桥梁结构为对象，要求设计并制作满足桥下净空高度、支座高度、荷载大小等参数都在变化的桥梁模型，有重要的现实意义和工程针对性。

本文结合赛题，分析了题目中关于模型尺寸、支撑结构、荷载施加方式等方面的要求，然后结合题目要求的支座高度、通航净空要求，确定了上承式桁架桥、下承式桁架桥、斜塔桥、吊桥等不同体系方案，最后结合Midas Civil理论对其强度、刚度和稳定性进行了分析，验证了所设计方案的合理性和可靠性。

1 赛题分析

每一届的赛题都不一样，参赛者必须要对赛题非常熟悉，找出赛题中的关键信息[2]，比如赛题关于模型尺寸的要求、关于荷载大小和施加方式的要求、关于加载装置的组成等都是关键信息。

本次竞赛要求各参赛队采用大赛组委会提供的竹材料、胶水及工具，在比赛现场设计制作一座长度不超过1210 mm、宽度在150 mm～270 mm、净高在0～150 mm变化范围，支座高度在-160 mm、-85 mm、-10 mm、和65 mm、140 mm共5种可能性的变参数桥梁模型，整个桥梁模型承受一级8个加载点的竖向静荷载、二级转移竖向静荷载和三级移动荷载。……