一、赛项执行委员会

主 任：张瑞君

副主任：宋春草

委 员：李腊梅

二、竞赛内容

参赛选手需在规定的时间内，利用竹皮、胶水等完成规定结构的制作，结构应满足加载要求，同时提交一份结构计算书。具体赛题及要求详见附件一。

三、竞赛时间及地点

时间：（初定）3月25号

地点：郑州工商学院综合实验楼

四、竞赛规则

（一）参赛选手须佩戴好口罩，在符合防疫要求的前提下，由赛场工作人员引导，提前半小时持校园卡签到入场，参赛选手的手机须暂存于指定位置。熟悉场地和设备情况，作好准备工作。

（二）赛前15分钟进入竞赛工位，确认现场条件；裁判长宣布竞赛开始方可开始操作。

（三）竞赛过程中，选手休息、去卫生间等时间都计算在竞赛时间内。

（四）竞赛过程中，参赛选手须严格遵守相关操作规程，确保人身及设备安全，并接受裁判员的监督和警示。

（五）竞赛过程中，全程录像监控，参赛选手不得出现与周围同学交头接耳、传递答案等作弊行为，一经发现取消参赛资格。

（六）竞赛结束后参赛选手需清理现场，经裁判员确认后方可离开赛场。

（七）参赛选手需做好个人疫情防控，配合组委会做好疫情防控工作，违反防疫要求的参赛选手取消其参赛资格。

五、竞赛环境

竞赛安排在实训大楼，温度适宜、光照足够；竞赛时材料用具均由学校统一提供，竞赛时严禁携带非组委提供的材料、设备、用具等。

六、竞赛主题

为构建高校工程教育实践平台，培养大学生创新意识、团队协同和工程实践能力，切实提高创新人才培养质量，丰富校园学术氛围，促进交流学习。主要依据基本力学知识，结合材料性能，创新结构设计，考核专业综合能力，并对技术技能型人才培养起到示范引领作用。

七、参赛对象

竞赛采取团队比赛方式,每队要求3名学生，要求为土木工程及相关专业，鼓励跨专业组队。

八、报名方式

报名时间：2022年2月15日—2月21日

团队负责人将报名表发送至：834178464@qq.com。报名表见文末附件二。

地 址：郑州工商学院工学院土木工程系

联 系 人：张瑞君 联系电话：13733827545

宋春草 联系电话：13633857693

李腊梅联系电话：15515905132

附件一：

郑州工商学院首届大学生结构设计竞赛

赛题

组合结构桥梁模型制作与测试

一、赛题背景

组合结构桥梁是继混凝土桥梁和钢桥之后的一种新型桥梁, 可以充分发挥材料力学优点,实现桥梁大跨度建设，还具有施工方便、造价低、综合效益好等长处,特别适合我国国情。通过在桥梁不同部位合理布置混凝土、钢材、FRP、UHPC等材料，使各种材料的优势均能得到充分发挥。近年来，采用钢与混凝土材料形成的组合结构桥梁在新建桥梁中得到大量推广使用。例如 2018年 10 月通车的港珠澳大桥是连接香港、珠海和澳门的桥隧工程，全长55km，桥面宽度为 33.1m，为双向六车道，其中的九洲航道桥是一座双塔单索面钢混组合梁 5跨连续斜拉桥，如图 1所示。桃花峪黄河大桥也是钢-混凝土组合结构，桥梁全长 7703 米、主航道桥650 米，如图 2 所示。

图 1中国港珠澳大桥图 2桃花峪黄河大桥

本届结构设计大赛以组合结构桥梁为选题背景，拟通过结构模型的设计、制作与模拟加载，分析组合结构桥梁的空间受力特点，并探讨结构受力形式的优化方案，旨在提升参赛者对组合结构桥梁的理解，并进一步促进此类结构的推广与实际工程应用。

二、模型制作材料

（一）竹皮：0.5mm厚 3张，0.35mm厚 3张，0.2mm厚 3张。注意：所有构件必须由竹皮纸制作完成，不允许对竹皮纸进行折叠、裁剪、粘贴等工艺外的特殊加工处理（例如：抽取纤维棉卷制绳条）。

（二）粘结材料：502 胶 5 瓶，热熔胶棒 4 根。

（三）瓦楞纸模型面板专用瓦楞纸 1 块，长 1500mm,宽 160mm， 厚度为 5mm，只能用于桥面铺装材料。

三、模型的制作工具

热熔胶枪一支，三角板两套（30cm 等腰尺，33cm30°直角尺），钢直尺两个（1.0 米长），游标卡尺一把，剪刀三把，美工刀三把， 砂纸 8 张粗细各四张（分别为 60 目和 320 目），铅笔三支，橡皮一个，水口钳两把，T 形尺一个，镊子三支。在模型制作期间制作工具由比赛组委会提供。

注意：比赛期间严禁携带非组委会提供的工具、设备和材料等。

四、模型的尺寸控制

（一）本赛题模型的限制条件如下：

1、模型尺寸见图 3所示，模型必须有一个平整的桥面，桥面面板纵向长度为 1500mm，横向宽度为 160mm~200mm。面板由竹皮纸和瓦楞纸组成，其中瓦楞纸长 1500mm,宽 160mm，厚度为 5mm, 由竞赛承办单位统一提供。瓦楞纸与竹皮之间可以采用图钉连接， 且可以对瓦楞纸进行加工，但在加载时不能产生滑动。

2、桥梁跨数为 2跨或 3跨，桥两端端头位置处必须设有桥墩， 且端头两个桥墩的中心距离不得小于 1400mm；

3、模型下方最大桥洞处应能通过一个高 250mm，顶面尺寸为500mm×500mm 的棱柱体；

4、瓦楞纸材料只能用于桥面结构中；

5、模型任何长度误差不得超过 5mm。

图3 模型尺寸定义

（二）模型底板：模型底板由竞赛承办单位提供。结构模型 用热熔胶固定于模型底板上，底板长度、宽度和厚度分别为 2000mm、600mm和 15mm。底板的四角距板边 40mm处留设有四个螺栓固定孔， 模型底板通过螺栓与加载平台连接。模型与底板之间应严格通过热熔胶等连接。参赛队不得对底板进行任何形式的加工处理。

五、加载设备

加载设备由竞赛承办单位提供，加载装置如图 4所示。图中尺寸均为到支架构件外表面的尺寸。设置一个呈“\”形分布的滑道，滑道下侧端口紧贴桥墩上的钢板，使用 2.1kg的钢球在滑道上自由向下滚动，对钢板中心进行撞击。滑道为凹形槽，具体尺寸如图 4所示。

图 4 加载装置示意图

六、模型的加载

模型的加载采用竞赛承办单位提供的小车、重物、小球等进行加载，加载采用动、静荷载相结合的方式。加载共分为三级， 测试模型在移动荷载、静载和冲击荷载作用下的受力性能。

（一）一级加载：一级加载由小车进行移动荷载加载，如图 5 所示。小车重量为 5kg，长 140mm，宽 160mm，高 50mm，前后轮间距为 100mm。加载前，队员在桥面均匀粘贴由主办单位提供的 4根直径 5mm的小木棍作为减速带，加载时小车于模型一侧以一定的速度于 10秒-35秒内沿桥面中轴线方向行驶至另一侧。一级加载过程中，挠度不得大于 10mm，采用红外线统一测量。一级加载结束后，马上进入二级加载。需要注意，各组在制作模型时，在桥面板上侧面位置处应设置挡板或者护栏用于防止小车偏离跑道，若一级加载中小车脱落即判定失败。

图 5 一级加载示意图

（二）二级加载：二级加载为静载，加载点为最大跨径的跨中，如图 6所示。二级加载时，一级应卸载。在最大跨径（Lmax）的跨中放置重量为 10kg的砝码，其中 Lmax取最大跨的两个桥墩中线之间的距离，如图 6所示。加载持续计时 30s。二级加载过程中， 挠度不得大于 10mm，采用红外线统一测量。二级加载结束后，马上进入三级加载。

图 6 二级加载示意图

（三）三级加载：三级加载为冲击荷载，三级加载时，二级加载不卸载，加载时选取离桥梁纵向中心最近的桥墩作为撞击对象，加载点位于撞击桥墩的中心距底板高 150mm+r（r 为钢球的半径）处。三级加载钢板尺寸为160mm×160mm×10mm，重量约为2kg，钢板中心应对准三级加载点，加载位置各个坐标方向上误差均不得大于 5mm，如图 7 所示。需要注意，各组在制作模型时，应在恰当位置设置挂钩用于悬挂 3 级加载所用的钢板，钢板应垂直悬挂且能传力，若三级加载中钢板脱落即判定失败。

图 7三级加载点示意图

三级加载时，如图 8所示。由参赛选手将直径 2r，质量约 2.1kg的钢球放在滑道入口，倒计时 5s后松手，钢球自由滚落并对滑道端部钢板进行冲击。待钢球稳定后，持续计时 30s，三级加载结束。

图 8 三级加载示意图

七、模型制作、安装、加载程序及规定

（一）模型的制作材料只能使用竹皮纸和瓦楞纸，其中瓦楞纸只能用于桥面上部结构，构件内部和构件之间的连接只能使用502胶，模型与底板连接只能使用热熔胶。模型质量包括模型构件和粘结材料的质量，不含底板的质量。

模型质量（M）为参赛队提交的与底板连接完好的模型总质量减去底板的质量。

（二）模型加载前，由裁判人员对模型进行尺寸和位置检查， 模型超出规定轮廓、加载点的位置不符合规定者，视为无效模型， 不得进入加载环节。模型出现下列情况，视为本级加载未通过， 不得进入下一级加载。

1、加载过程中，构件发生断裂或脱落。

2、加载过程中，模型倒塌。

3、加载过程中，加载小车、重物、钢板掉落。

4、加载过程中，模型上表面因受弯、受剪导致挠度超过 10mm。

（三）竞赛程序

1、参赛队提交资料：模型的结构计算、制作等说明书（纸质版 3份，需匿名，封面见附件 3）。

2、模型制作：参赛队领取制作材料、工具和底板，在规定的工作空间、工作时间（比赛总时间限定为 24个小时，包含 进餐及其他时间）内独立完成模型的制作和安装。

3、模型提交：由裁判人员对模型进行检查，符合要求者获得加载资格，并对模型进行称重。

4、模型固定：参赛队须在规定时间内（限时 2分钟），自行将模型固定在指定的加载装置上，由裁判人员对模型进行检查， 符合要求者方可进入加载环节。

5、参赛队的模型介绍和评委答辩：参赛队员应先对模型设计、制作等情况进行简要介绍（限时 5分钟），然后回答评委的提问。

6、模型加载：由参赛队员自行标记加载点，准备完毕后举手示意并开始加载。每级加载结束后，由裁判人员进行模型检查， 加载通过者方可进入下级加载。

（四）参赛队总成绩的计分方法

总分为 100分，计分项和每项的满分值如下：

（1）模型的结构计算、制作等说明书：10 分。

（2）模型制作质量及实用性：5 分。

（3）参赛队的模型及设计介绍：5 分。

（4）回答评委提问及答辩情况：5 分。

（5）加载成绩：共 75 分。

第一级加载：第 i个参赛队成绩为 20Mmin-1/Mi, Mi为通过一级加载的第 i个参赛队的模型质量，Mmin-1为通过第一级加载的所有参赛队的模型质量的最小值。

第二级加载：第 j个参赛队成绩为 25Mmin-2/Mj,Mj为通过二级加载的第 j个参赛队的模型质量，Mmin-2为通过第二级加载的所有参赛队的模型质量的最小值。

第三级加载：第 k个参赛队成绩为 30Mmin-3/Mk,Mk 为通过三级加载的第 k个参赛队的模型质量，Mmin-3 为通过第三级加载的所有参赛队的模型质量的最小值。

附件2 郑州工商学院首届大学生结构设计竞赛报名表

附件 3

郑州工商学院首届大学生结构设计竞赛

暨河南省第十届大学生结构设计竞赛分区赛

计 算 书

代表队名称：

模型名称 ：

队 员 ：