桥梁模型设计实验

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1、第十二组桥梁模型实验桥梁模型设计实验2011第十二组周俊希周联超王钰册韩浩20116第十二组桥梁模型实验目录一、试验题目:1二、实验内容:1（一）、设计说明书1方案设计思路：1结构尺寸选择2制造工艺2其他特色说明2（二）、计算说明书2计算模型2（三）、方案图纸5三、实验报告66第十二组桥梁模型实验6第十二组桥梁模型实验一、试验题目:跨度900mm木桁梁（拱）桥模型设计与试验二、实验内容:（一）、设计说明书方案设计思路：梁式桥是一种在竖向荷载作用下五水平反力的结构。由于外力（恒载和活载）的作用与承重结构的轴线接近垂直，故与同样跨径的其他结构体系相比，梁

2、内产生的弯矩最大，通常需要用抗弯能力较强的材料（钢、钢筋混凝土等）来建造。分为：钢桁梁桥、T型梁桥、悬臂梁桥、连续梁桥和连续钢构桥等。拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱肋。这种结构在竖向荷载作用下，桥墩或桥台将承受水平推力。同时，这种水平推力将显著抵消荷载所引起的拱圈或拱肋内的弯矩作用。因此，与同跨径的梁相比，拱的弯矩和变形要小的多。鉴于拱桥的承重结构以受压为主，通常用抗压能力强的圬工材料（砖、石、混凝土）和钢筋混凝土等来建造。拱桥的跨越能力很大，外形较美观，在条件许可的情况下，修建拱桥往往是经济合理的。分类：圬工拱桥、箱型拱桥、双曲拱桥、钢架拱桥、桁架

3、拱桥、肋拱桥、桁式组合拱桥和斜腿钢架拱桥等；根据不同的承载方式分为：上承式桥梁、下承式桥梁、中承式桥梁。本次试验给定的材料为桐木条、棉线和UHU胶。桐木该木材内部各部位的软硬度很不均匀，强度低，如结构搭配不好，较容易在使用时产生断裂现象。经过讨论决定采用梁式桥设计。结构构建形式主要以正交和平行结构构建主尺寸，以平行斜撑和竖向支撑组成主承重结构。6第十二组桥梁模型实验结构尺寸选择按照试验要求，计算跨度＜实际跨度，选择跨度950㎜，高度120㎜，桥宽150㎜制造工艺正确掌握UHU胶的用法，涂胶均匀，注意涂胶的量和涂胶部位，木条剪裁要尺寸精确，误差不能超过

4、3㎜，模型净宽误差不超出正负5㎜，节点涂胶粘结注意木条连接的紧密性、牢固性，竖杆要与横梁垂直，斜杆之间要平行。制作过程要细心、耐心、专心。其他特色说明桥梁整体以轻巧方便为主要设计理念，在轻巧的基础上进行粘结，节点加固，将材料利用充分，最大发挥出桥梁的使用价值。造型美观大方，体现节俭经济实用特征。（二）、计算说明书计算模型基本简化：上部节点均受30N竖直向下的集中力，每跨长度100mm，共9跨。计算和模型比对：取E=800Mpaσp=8Mpaσb=12MpaΛ1=πEσp=31.4Λ=μli=μlIA=l3h6第十二组桥梁模型实验对于横杆，l=100m

5、mh=5mmΛ=34.64>Λ1Fcr=π2EI/(μl)2=164N(实际模拟数据158.71N)对于斜杆，l=156.2mmh=5mmΛ=54.1>Λ1Fcr=π2EI/(μl)2=67.35N(实际模拟数据98.48N)对于竖杆(边侧)，l=120mmh=5mmΛ=41.56>Λ1Fcr=π2EI/(μl)2=114.1N(实际模拟数据94.95N)经过计算得到斜杆最容易受到破坏。比对方案：基本简化：上部节点均受30N竖直向下的集中力，每跨长度95mm，共10跨。高度100mm时的轴力、剪力、弯矩图6第十二组桥梁模型实验高度100mm时倒置承重

6、时的轴力、剪力、弯矩图通过比较可以看出，当两侧上角只有2根杆时内力较小。6第十二组桥梁模型实验高度200mm时的轴力、剪力、弯矩图比较发现，同等条件下，高度越小，内力也越小。综合比较发现，设计高度为100mm，布置结构如第二组图所示。且侧边竖杆承受最大轴力，两侧横杆承受最大轴力，中部横杆承受最大弯矩。由于杆长原因比对方案中第二方案没采用。承载能力估计：190KN左右。（三）、方案图纸整体布置图：构建图：绞点加固材料表：材料数量粗木条8根细木条8根胶水1瓶棉线若干6第十二组桥梁模型实验三、实验报告桥体整体重量只有104g，加载轨道和小车很顺利已承重8K

7、B，开始在小车上加载载荷，当加到第五块荷载后，听到桥体发出清脆的响声，于是赶紧卸荷载，在卸载的同时桥面整个垮塌。总共承载18Kg的荷载。整个结果在预料之内，桥体质量太轻，承载质量已经很多，与预计承载相差不大。破坏原因经分析由于失稳造成，主杆之间连系杆太少造成侧向失稳，使主连杆劈裂，以及连接主梁的横向连杆劈裂共同造成整个桥体最后的破坏。具体原因分析，结构成不对称，易造成失稳，连接主梁的横向连杆布置得不够造成桥整体左右摇摆，边侧斜杆竖杆均未加固，制作过程主梁采用单根粗杆，承载能力较弱，结点粘结不够牢固，如图，结点处发成劈裂，还有一结点直接分离这和制作时竖

8、向连杆长度不够均匀也有一定关系，材料不够充足，完全利用后整体也只有100g出头，但就最后的承受荷载的能力来说