廖玉凤 敬德磊 张泽林 郭小萍 江昕宇

【摘 要】本文基于全国大学生结构设计竞赛赛题——“渡槽支承系统结构设计与制作”，进行渡槽结构模型的设计方案优化。通过有限元软件Midas/Civil分析及结构模型加载试验，探讨渡槽支承系统中桥梁结构模型优化设计。

【关键词】渡槽支承；结构模型；优化设计

中图分类号：TU323 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）24-0107-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.24.051

1 賽题背景及分析

赛题内容为制作渡槽支承系统结构模型并进行输水加载试验。模型结构形式不限，支承个数不限，所有杆件、节点及连接部件均采用给定材料与胶水手工制作完成；输水管可捆绑、吊挂或搁置在模型上，只允许使用给定材料连接，不得直接使用胶水粘结输水管；支承系统结构模型用于支承输水管，可以自行选定输水路线，但必须经过两个指定的灌溉点。材料为本色复压竹材，共提供了6种规格，给定了竹材的参考力学指标。但是竹材材性变异大，且抗弯强度一般比抗压强度大[1]，制作的模型中受弯构件是普遍存在的。实验室购买的竹材力学性质存在一定的差异，制作模型时选用颜色深、力学性质好的竹材，以材料的实际力学性质为准。

2 试验方案和结构选择

本次试验选择桥梁结构和柱相结合的方案，在无承台处选择桥梁结构，在有承台处选择柱作为支承结构，输水管自然放于桥和柱之上。桥跨结构的纵梁选择张弦梁和桁架的组合形式。张弦梁是一种由下弦柔性拉索与上弦刚性压弯构件通过撑杆连接形成的结构体系，常用于大跨度屋面结构[2]，同时具有承载能力高，荷载作用下变形小的特点。……