桥梁模型加载试验

韩乃刚 李洪东

（ 黑龙江科技学院建筑工程学院 哈尔滨，150027）

关键词 结构设计 竞赛 力学性能 整体加载

摘要 本文着眼于桥梁模型制作过程中所用的方法和制作工艺，模型做工质量的好坏直接影响其整体力学性能的发挥，制作的越精确理论分析的误差值就越小。经过不懈的努力找到几种制作模型方法在这里探讨，日后研究不确定或未知的结构，能将其结构先做成模型然后进行分析。制作工艺结构设计的宗旨是使各个结构构件充分发挥其力学性能，最终能达到整体破坏。

1前言

本文作者韩乃刚同学在20xx年黑龙江第三届大学生结构设计竞赛中名称为“隐形铁轨”纸制桥梁模型获得二等奖，现就模型的制作过程整理出来，供有关教师和同学参考。模型就是真实结构的缩小版，当建造一种新颖结构，理论分析不是十分完善时，制作一个缩小版的模型就十分必要了，例如北京的奥运体育场馆鸟巢就是先用模型法分析整个结构，给模型施加实际过程中可能遇到的各种外力，然后分析各构件所发挥的力学性能，经无数次模拟试验最后开始施工。模型制作的水平是模型分析法的精髓，整体性与合理性大部分取决于制作工艺，制作的越完善精准度越高模型加载之后的结果和理论分析计算的结果与实际越接近。 2桥梁模型简介

此模型是以A0纸为主要材料，纸张比较经济实惠并且质量很轻，同等质量下承载比较大（承载比即桥模承受的最大荷载与模型自身重量的比值），同时纸张也比较能发挥本身的各项力学指标，例如纸带的抗拉应力远大于抗压应力。

此次纸桥无工程背景，具体材料如下：

（1）A0绘图纸、及乳白胶；

（2）桥梁模型有效总长度1000mm，制作误差不超过50mm；

（3）纸桥重量200g；

（4）桥梁最大承重30kg（移动荷载）；

（5）模型须保证在桥面上可以放置给定的宽21mm的桥面板，并留有让小车顺利通过的空间。

主梁采用工字型截面；由于主梁主要承受局部弯矩，剪力，纸带的拉伸对主梁的局部压力可能造成局部屈曲现象综合考虑各种作用，而工字型截面的优势为截面惯性距大并能有效减少结构自重，因此我们采用工字型截面为主截面。同样在连接两片主梁的设计上我们也采用了工字型截面的横梁。

…… …… 余下全文