1、12011第十二组周俊希 周联超 王钰册 韩浩2011桥梁模型设计实验第十二组桥梁模型实验2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 1结构尺寸选择 .2 2制造工艺 .2 3其他特色说明 .2 4（二）、计算说明书 .2计算模型 .2 1（三）、方案图纸 5三、实验报告 .6第十二组桥梁模型实验1一 、 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： 1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
2、样跨径的其他结构体系相比，梁内产生的弯矩最大，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、桁架拱桥、肋拱桥、
3、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第十二组桥梁模型实验2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。结构尺寸选择 2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 3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 3，模型净宽误差不超出正负 5，节点涂胶粘
4、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 4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 1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。第十二组桥梁模型实验3计算和模型比对：取 E=800Mpa p=8Mpa b=12Mpa 1= =31.4 p= = = 3对于横杆，l=100mm h=5mm=34.64 1 Fcr= 2EI/( l)2=164
5、N (实际模拟数据 158.71N) 对于斜杆，l=156.2mm h=5mm=54.1 1 Fcr= 2EI/( l)2=67.35N (实际模拟数据 98.48N) 对于竖杆(边侧) ，l=120mm h=5mm=41.56 1 Fcr= 2EI/( l)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、弯矩图第十二组桥梁模型实验4高度 100mm 时倒置承重时的轴力、剪力、弯矩图通过比较可以看出，当两侧上角只有 2 根杆时
6、内力较小。第十二组桥梁模型实验5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 若干第十二组桥梁模型实验6三 、 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 8KB，开始在小车上加载载荷，当加
7、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还是较高的，承受荷载时小车未完全进入轨道，有部分倾斜，这也造成所加荷载的不均匀，易加速桥梁失稳，导致最后的破坏，开始加载后卸载一次造成往复加载，造成受压疲劳。实验结果和计算结果相差不大，缺陷主要在于桥体主梁的承载和主梁之间的连杆不够以及边侧斜杆未加固，导致最终承载力不是很大。如果材料允许我们会像对比方案 2 来设计桥梁，进行主梁，斜杆的加固，横向连接连杆的连接更充足，最后的承载能力应该会更大。最后感谢老师的指导和耐心的讲解，让我们有了这样一次实践，谢谢老师。
