随着城市的加快速度进行发展，大量的土建工程拔地而起，每天都看到大片良田被钢筋混凝土所取代，并且无法再生，居住、交通、环境的矛盾一天比一天突出。“可持续发展”作为国策提出，摆在每个学科、每个产业的面前，土木工程界也顺应潮流把地面活土多留点给农业和环境，使地下空间成为人类在地球上安全舒适的第二个空间，人们不得不向地下要生存空间，以缓解土地资源紧张而带来的压力， 因此 21 世纪将迎来全球地下空间开发的新世纪。目前已确定进入了地下工程建设的快速的提升阶段。

  格栅拱架是用钢筋制作成的在隧道施工中起支撑作用的弧形支架，它是按照一定的弧度和长度制作成一个个单元件，然后在施工现场安装成型。

  本次竞赛的主题是格栅拱架的设计与建造，并通过加载试验检验其承载力和变形特性，从而确定支护结构的可行性、合理性与科学性。加载试验是在制作的拱架模型顶部施加重力砝码进行分级静力加载，并观测各级荷载作用下拱架模型拱顶加载板的位移量。

  （1）以最低的成本，使用最少的材料（巴西白卡纸）设计并建造格栅拱架模型，并保证其可承受最大设计荷载；

  （2）每支参赛队伍为 3-5人（每名参赛选手只能参加1支参赛队伍），须设队长 1 名、指导教师1名（组委会推荐指导教师：王军、王洪涛、李晓静、张慎河、邵广彪、陈云娟，以上教师联系方式报名结束后公示，参赛队也可自行联系其他教师）。参赛队伍的队员名单一经确定，不得更改；

  （4）参赛学生自行组队，填写完成电子报名表（见附件，可在本届比赛官方群内下载，群号562321595）后将表格以Word的格式发送到，报名截止到7月31日。

  （2）格栅拱架模型方案设计与计算分析发送到，截止时间为9月10日20:00；

  （3）未封层格栅拱架模型上交截止时间为9月14日18:00，具体地点另行通知；

  注：参赛代表队不得使用除组委会提供以外的其它任何材料制作格栅拱架模型，否则将直接取消参赛资格。参赛队领取材料时需付押金50元，模型作品上交后退还。

  模型制作工具包括模具、刀、尺、毛刷、吹风机和击实工具等，由参赛代表队自备。

  格栅拱架模型边墙形式不限，拱部要求为圆弧拱形或分段直线圆弧拱形，段数不得小于4段。榀与榀之间的连接方式不限，但一定要保持模型为连续体（连续体判定原则：提交作品时，评审专家提起结构任意一点可以将整个结构提升脱离支撑面）。模型外轮廓尺寸应在680mm×480mm×350mm的限定空间内。

  （7）建筑限界为矩形，且应满足：拱架模型下从底板起算的垂直净空高度为200mm，水平（横向）净空尺寸为350mm。净空检验在加载模型建造完毕后检测，检测的新方法如图1所示。净空检验使用车辆模型检测，材质为亚克力。车辆模型高为200mm，宽为350mm，长为200mm。车辆模型如能沿滑道推过模型内部，说明模型满足净空要求。建筑限界检验在整个模型建造完毕后（砂子已填满试验箱、未放加载板之前）进行，若检验不符合标准要求，则视为模型制作不合格，直接取消参赛资格。

  本次大赛承办方统一组织实施，包括设计计算说明书提交和现场比赛两个环节，设计计算书按要求完成后在规定的时间内提交给承办方，格栅拱架制作在现场比赛之前提前完成，现场比赛包括模型安装和现场加载试验两个阶段。

  各参赛代表队应在规定截止日期前向承办方提交设计计算说明书，其主要内容及要求如下：

  （1） 说明书封面必须印有各参赛代表队团队名称，队长及所有成员的姓名、专业、班级、电子邮箱与联系方式，指导老师的姓名及联系方式，队长需在名字后面注明“队长”二字；

  （2）设计中所使用的材料参数，包括获得参数的方法（实验室测试、统计分析或假设等）；

  （7）风险与对策。针对比赛中每个环节中可能遇到的潜在风险，提出对应措施。

  由评审专家组对所制作的所有模型进行尺寸校核和结构检验，检验结果由参赛代表队队长签字确认。对于尺寸和模型结构不符合标准要求的，将取消比赛资格。

  首先，组委会对格栅拱架模型进行称重，精确至0.1g，称重结果由参赛代表队队长签字确认。在称量、记录和参赛代表队队长签认过程中，由仲裁委员会负责现场监督。全部称量完成后，由仲裁委员会签字确认。称重结束后，将格栅拱架模型放入加载试验箱内。待格栅拱架模型安放完毕后，先在格栅拱架模型表面铺设预先制作好的白卡纸封层，并保证与加载箱四周侧壁紧密接触，防止漏砂。然后在白卡纸上方的加载试验箱内充填标准砂（由承办方提供的厦门艾思欧标准砂有限公司生产的中国ISO 标准砂），直至砂土填平试验箱（充填砂若需压实可采用自备的击实工具进行击实）。最后平整砂层，为后期加载做好准备。

  该阶段工作结束后，组委会进行全方位检查和净空检验，合格后才可以进行加载试验。若检查不合格且经过改正仍不符合标准要求者，将取消比赛资格。

  该环节所需的场地、模型加载试验装置、数据采集设备及数据统计分析系统等由承办方提供。

  在模型顶部区域放置加载钢板，其结构及尺寸如图2所示。位移测点位于加载钢板的四个角点，采用仪器测量位移变化。

  施加荷载的目的是测试各参赛代表队模型的极限承载力，分三级进行重力砝码加载。每通过一级加载的测定和校验后才可以进行下一级加载试验。

  ①加载前各参赛代表队自行确定本级加载质量，并由代表队队长报出本级加载质量。一旦报出本级加载质量后不得调整加载质量，并按要求做加载。若本级加载失败则本级加载质量无效，保留上一级加载质量与加载钢板质量之和作为最终加载成绩。

  ②加载过程中，安放砝码结束后由参赛代表队队长举手示意，裁判开始计时，每级荷载持续作用时间均为30s。计时过程中参赛选手不得以任何形式接触模型和已加载的砝码，计时过程中读取实时变化位移。

  ②位移测点在进行实时位移测试时，任何一点实测位移量超过规定限值（20mm）。

  每个参赛作品总分为100分，包括理论分析（15分）、模型结构体系选型与布置（10分）、格栅拱架模型制作（15分）、模型建造（10分）和模型加载试验（50分）共五个方面。

  依据参赛代表队提交的设计计算说明书，由评审专家组的评委按设计内容的完整性、计算的正确性、书写的规范性等进行评分。去掉一个最高分和一个最低分，取其余评委的平均分作为该参赛代表队的该项得分。

  依据各参赛代表队的实际作品，由评审专家组的评委按模型结构的构思、造型和结构体系的合理性、实用性和创新性等进行评分。去掉一个最高分和一个最低分，取其余评委的平均分作为该参赛代表队的该项得分。

  依据各参赛代表队的实际作品，由评审专家组的评委按模型制作质量、美观性等进行评分。去掉一个最高分和一个最低分，取其余评委的平均分作为该参赛代表队的该项得分。

  模型建造10分，主要扣分项和评判标准如下: 时限为10min，按时完成，得10分；每超过1min（超1s～60s，均视为超1min），扣2分，直至扣完。

  在所有比赛结束后，模型最大承受荷载与模型质量比值最大的代表队得分为50分，模型最大承受荷载与模型质量比值最小的代表队得分为5分，其他代表队得分按式计算，即：

  式中: Ri为第i支代表队得分；ki为第i支代表队的模型最大承受荷载与模型质量之比；kmin为所有完成参赛代表队中模型最大承受荷载与模型质量之比最小值；kmax为所有完成参赛代表队中模型最大承受荷载与模型质量之比最大值。

  仲裁委员会负责监督整个决赛过程，并核对各参赛代表队的分数。比赛全部完成后，由仲裁委员会签字确认比赛成绩。

  （3）参赛代表队按比赛顺序提前在后台准备好，当前一个代表队比赛结束并清理好试验场地后便可进行加载模型的建造。

  （11）白卡纸折起部分（与四周箱壁搭接高度）超过50mm，或使用其他材料来了粘贴处理。