结构的强度纸桥的设计与制作.
纸桥的设计与制作（生活动手做）
在这个实验活动中，我们要
1、采取分组的活动形式，培养学生的合作精神和有序的工作能力；通过成品展示、竞赛等活动，培养学生的既合作又竞争意识；
2、在制作过程中，培养自己不畏艰难，不循旧规，敢于创新的精神。
3、学习科技制作、理解桥的主要结构的作用，通过纸桥的设计与制作在探索中理解，材料的强度与它的几何形状有关。
4、在纸的多种承重实验研究、纸桥设计等过程中要学会独立思考
5、培养学生与他人合作共同研究的能力。
6、通过对桥的造型设计，提高创作模型的技能、技巧及可观赏性。
7、学习简单的技术设计。
◇活动内容
纸桥的设计与制作
◇背景材料
1、知识背景：
⑴压力与压强
知道压力的概念，压力是指垂直压在物体表面上的力。
理解压强的的概念，压强是物体单位面积受到的压力。
固体的压强跟受力面积有关，截面积对压力有直接影响，截面积越大，压力越小⑵拱形桥：拱起了腰的纸条可以驮起一盒火柴，这说明，向上拱起的物体最能承受外来的压力，它的强度要比没有拱起时大。火柴盒压在纸拱桥上，给予纸拱的是一种静态外力，它和作用在装甲车上的子弹冲击力不同。纸拱桥这种抵抗静态外力的本领，就叫静强度。我们的祖先很早就发现了拱形物体的这种性质，并且把它运用到建筑上去。各地发掘出的东汉古墓，多数有“拱”式结构，可见一千几百年前我国的筑拱技术已经相当普及了。
现存的最古老的石拱桥是我国的赵州桥。赵州桥是隋朝石匠李春设计监造的，自公元616年建成，到现在已经有1300多年的历史了。这座石桥横跨在河北赵县城南洨河上，有着一个弧形的桥洞，犹如跨在河上的长虹。在漫长的岁月里，赵州桥经受了地震的摇撼，洪水的冲击，车马的压轧，仍然屹立在洨河上。（图一）赵州桥不但有个弧形的大拱，而且在桥肩还有4个小拱。当山洪暴发时，小拱可以把洪水泄走。赵州桥坚固的秘密正在拱上。我国科技人员和工人继承并发展了拱桥建筑的传统，运用现代强度理论以及工程学，创造了双曲拱桥。双曲拱桥的外形同一般的空腹式拱桥好像没有什么区别。但是你如果走到桥下一看，就会发现它的肚皮是凹的，好像由几条自行车的挡泥板拼起来的，真是拱中有拱。
这种桥的优点是造价低，载重负荷大，施工方便，节省材料。宏伟的南京长江大桥的公路引桥便是这种双曲拱桥。（图二）
双曲拱比单曲拱能承受更大的载荷，主要是因为双曲拱不仅在一个方向上呈拱形，而且在与其垂直的另一方向也呈拱形。自行车的挡泥板就是这种双曲拱形的。当它受力时，力使沿着两个拱的方向更均匀地传递；某一局部受力过大时，双曲拱能迅速自行调整平衡，使整个双拱曲不会因局部受力过大而损坏。
拱形结构除了能用于建造桥梁外，另一个重大的用处就是建造水坝。特别是双曲拱形坝，由于拱形顶所受的水压力能通过拱体均匀地传递给河岸，依靠坚固的两岸来维持的稳定，它与完全靠自身重量来维持平衡的重力坝相比，不仅可以减少体积，节约材料，而且还有一定的弹性，对地基的局部变形具有一定的适应能力，有较好的抗震性能。
我们的脚上就长着“双曲拱桥”，它就是人的足弓正常的脚都可以区分出三个足弓：两个纵向
的纵弓和一个横断面上的横弓。
⑶桥的历史与发展现状：
我国古代桥梁多用木、石、藤、竹及至皮革之类的天然材料，锻铁出现以后有了简单的铁链桥。它们的强度都很低。木、藤、竹，皮革类易腐烂，能够保留至今的古代桥梁多为石桥。中国古代著名石桥有：1河北赵州安济桥、2北京泸沟桥、3泉州安平桥。
1900-1949年,这一时期中国的桥梁建设几乎处于停滞状态，特别是由中国自行建设的桥梁工程更是寥寥无几。其中代表桥梁是1943年由我国老一辈桥梁工程专家茅以升老先生主持设计并建设的杭州钱塘江大桥。（图三）
钱塘江大桥位于杭州闸口六和塔附近，是由我国工程师自行设计并监造的第一座双层式公、铁两用桥。全桥长1453米，正桥长1072米，两岸引桥长381米。于1931年11月11日举行开工典礼，1935年通车。这座现代化的钢铁大桥为沟通南北交通作出了突出的贡献，同时也标志着中国使用钢铁建设桥梁进入了一个全新的阶段。
同时期的国外桥梁已远远超过中国，钢铁技术达到高峰，出现了第一次悬索桥建设高潮。著名的桥梁有：1931年建成的纽约华盛顿桥、1937年建成的旧金山大桥、1932年建成的悉尼钢拱桥。
1950年—1978年中，我国的桥梁建设经历了艰苦创业和曲折发展两个历史时期。武汉长江大桥（图四）与南京长江大桥先后建成通车。
中国桥梁建设的一大里程碑--南京长江大桥，位于江苏省南京市，正桥为公、铁层连续桁梁桥，长1576米。南京长江大桥是完全依靠自己的技术力量和国产材料建成的长江大桥，因此，它的建成标志着我国的建桥技术进入了一个独立自主的新水平、新阶段。
同时期的外国桥梁出现了多元纷呈、各显其能的新趋势。斜拉桥成为主要桥型，日本和丹麦开始实施宏伟的跨海工程计划。
1979-1999年，在这短短的二十年里，中国现代桥梁事业取得了令人刮目相看的成绩，并迅速赶上世界桥梁建设的先进水平。上海南浦大桥、杨浦大桥和徐浦大桥确定了我国桥梁的世界地位。五座悬索桥：跨度452米的汕头海湾大桥、跨度888米的广东虎门大桥、跨度900米的西凌长江大桥、跨度1385米的江阴长江大桥和跨度648米的厦门海沧大桥的同时兴建，标志着中国正在走向世界桥梁王国之列。
我国在现代桥梁建设技术方面，已跻身世界先进行列。
目前，我国已经能够熟练建造长大跨径、深水基础桥梁，桥梁建设技术跻身世界前列。据交通部部长黄镇东介绍，如预应力混凝土梁桥、各式拱桥、斜拉桥和悬索桥建设，我国都实现了技术上的突破和发展。我国先后建成了江阴长江大桥、虎门大桥、万县长江大桥、南京长江二桥等一批技术含量高、在世界上有影响的重大工程项目。江阴长江大桥主跨跨径1385米，是20世纪我国修建的跨度最大的桥梁，居世界同类斜拉悬索桥第四位。万县长江大桥特大跨钢筋混凝土拱桥设计和施工，是一项国际创新的技术，获2000年国家科技进步一等奖。虎门大桥建设成套技术获2000年国家科技进步二等奖。
新技术、新工艺、新设备的采用保障了我国桥梁建设事业的快速发展。截至去年底，全国共有各类公路桥梁24万座，共计865万延米，其中特大桥1139座，大桥12741座。这些桥梁造型优美，美观实用，成为当地的一道风景。
桥梁作为一跨越结构，其造型千姿百态，这主要受其跨度、材料、荷载及施工方法四大因素的影响，当然也包括人的意识形态或者说是审美趋向的影响。只是一些杰出的桥梁工程师，他们利用自己对工程结构的深刻理解，大胆、执着、创造性地设计出许多伟大的桥梁（式），
如林同炎设计的反吊桥、曲线斜拉桥、展翅梁桥及预应力钢桥等。
2．方法背景：
⑴纸桥的制作方法及要求：
制作时间35分钟
桥的强度（两桥墩之间）不小于15厘米，桥宽不小于5厘米
桥的承重力强，坚固（以重物重量为准）
⑵科学的研究方法：
①用声像演示的手段向学生展示桥梁用各种物件，如工字型钢、角钢等（如图），使学生理解通过改变纸的形状，可以增加柔软纸的强度并能承载一定的重量。学生自己动手试验，寻找更多的用改变纸的形状增加纸承载重量的方法，以
此培养学生探索、观察、分析能力；初步训练学生能将常见的事物本质属性抽象、概括，形成科学概念的概括、推理、归纳、综合能力。
②学生查找资料或向教师、家长请教“物体形状和强度的关系”及科学原理，收集和查阅有关桥梁设计、造型方面的资料和图片。训练学生学会收集、整理和初步运用多种信息，有目的地开展调查研究的方法。并将收集到的资料、信息积累起来，分类保管，树立信息积累的观念。
③学生以组为单位活动。要求各活动小组根据本组设计的图纸，按制作要求密切合作，完成纸桥的制作。在制作过程中，注意用“记录纸”（或教师提供的数据表）记录相关数据。使学生学会处理观察、制作结果的科学方法。
④各活动小组展示各自作品，由各组选派一名同学谈设计制作的感受。训练学生运用语言完整表达观察结果、制作过程、描述成品的能力。
⑶科学行为习惯的养成：
①通过独立完成查找资料、准备设计图纸等自主学习活动，培养学生学习的自觉性，并掌握良好的阅读技能，养成自觉进行课外阅读的习惯。
②活动小组协作完成纸桥制作，培养学生团结合作的团队精神。
③制作中注意记录数据，养成良好的科学行为习惯。
3．重要词汇：压力、压强、静强度、承重力
◇设计思路
（一）活动内容的可行性及成功的原因：
1．
活动内容的选择符合学生现有的知识结构和认知水平，注重培养学生运用综合的知识能力解决实际问题，在活动中综合运用了物理、数学、几何、美术和手工制作等多方面的知识和能力。
2．活动内容的选择具有一定的科技含量，把研究、实验、制作有机的结合起来，有助于培养学生的科技意识、科学方法和科学的探索精神。
3．活动过程设计突出以学生为主体的教学过程，启发学生自主学习，主动探索，充分发挥学生在学习上的主动性和创造能力。
4．根据活动内容，确定活动形式，精心设计活动过程是成功上好活动课的关键。
5．选择恰当的活动形式，可以有效地激发学生学习的兴趣，使他们始终保持良好的学习状态。
6．
充分的课前准备，是上好活动课的前提和保障，它包括：活动方案设计、收集资料、教师课前实验、研究、制作、教学用具、材料、设备准备（录像、投影仪等）。
（二）活动要点：
1．活动以小组为单位，全班分成若干活动小组（每组4人）采取竞赛的形式进行活动。
2．教师引导学生进行纸的强度和承重实验，确定实验目的，为进行纸桥设计做准备。
3．课前要求学生收集桥的图片资料和有关材料力学方面的资料，课上研究设计纸桥的制作图纸。
4．按照设计图纸制作纸桥。完成后，以组为单位进行展示，评比。
5．纸桥的评比要求及标准：
①制作时间：35分钟（30分）
②桥墩跨度20-25厘米，桥面宽5-7厘米（10分）
③桥的承重强、坚固（以重物重量为准）跨度大的于要求可酌情加分
④桥的造型美观（30分）
◇实施条件
1．学生用活动器材
⑴材料：八开图画纸若干张每座桥用四张八开图画纸
⑵用具：剪刀、糨糊、铅笔、橡皮、直尺、圆规、三角板等
⑶架设物：图书、纸盒或木块等，由学生任意选择
2．教具和设备
⑴天平、砝码、石子等
⑵录放像机、电视机各一台，实物投影仪一台
3．场地要求
在普通教室内分组活动
4．指导者的人力资源
◇活动过程
（一）第一次活动：探究纸的形状与它所承受的重量的关系（或称：纸的强度试验）活动时间：45分钟
1．导入：
用声像演示的手段向学生展示桥梁用各种物件，如工字型钢、角钢等（如图），使学生理解通过改变纸的形状，可以增加柔软纸的强度并能承载一定的重量。启发和引导学生探索，并用试验的方法，寻找更多的用改变纸的形状增加纸承载重量的方法。
2．活动的开展
⑴教师巡视学生试验过程并随机指导。
⑵要求学生用文字、图表等不同形式把制作方案表述清楚。
⑶
将满意的设计图样制作成宽不小于5厘米，长不小于15厘米的“桥面”，并测量出它的承重量。选出小组内承重量最大的“桥面”，试分析承重量最大的原因，（用作架设物的书、纸盒或木块，由学生自由选择）
⑷成果展示与交流
每一小组选出一名同学，汇报并展示小组成果，组内同学补充。选出最佳设计方案。
3．布置本次活动后的任务和下一次活动的内容：
⑴活动后查找资料或向教师、家长请教“物体形状和强度的关系”及科学原理。
⑵根据本次活动的实验方法和有关资料的学习，初步构思纸桥的结构造型。
⑶收集和查阅有关桥梁设计、造型方面的资料和图片。为纸桥的设计勾画草图。（二）第二次活动：纸桥的设计活动时间：45分钟
1．导入：
教师布置本次活动预定完成的目标。
⑴用同学们交流信息的方式，使学生对物体的形状与强度的关系有进一步的认识；⑵通过同学展示所获得的资料、纸桥草图的方式启发学生思路。
2. 活动的开展：
⑴
首先请同学们观赏部分桥梁的图片资料。本课要求各小组根据每个同学的构思和搜集的资料、图片共同研究纸桥的设计方案并画出图纸。（设计时间30分钟。）
⑵学生以组为单位开始活动（教师巡视）
3. 活动小结：
课上同学们进行了纸桥的图样设计，不完善的地方需进一步修改，特别是如何提高桥面的承重强度应作进一步的研究和探索并利用课余时间进行制作练习，为下节课纸桥的制作作好准备。
（三）第三次活动：纸桥的制作活动时间：45分钟
课前要求学生根据小组设计桥的方案准备好相应的材料和用具。
1．录像导入：展示前两节课活动过程。
2．活动的开展：
上节课进行了纸桥的设计，各组完成了制作图纸。本课要求各活动
小组根据本组设计的图纸，按制作要求密切合作，完成纸工桥的制作。
3．活动要求及评比规则：（师生共评）
⑴制作时间35分钟（30分）规定时间内未完成不得此项分。
⑵跨度（10分）
⑶承重（30分）
⑷造型（ 30分）
⑸创造性
⑹合作精神
2．作品展示：
选择若干完成纸桥制作的小组展示其作品，由各组选派一名同学谈设计制作的感受。◇活动小结：
⑴总结学生的活动情况。
⑵肯定学生在活动中所表现出的创造能力及勇于探索、认真钻研的学习态度。
⑶鼓励学生认真学好科学文化知识，掌握多方面的能力，做跨世纪人才。
◇活动评价及总结
1．学生自我评价和教师的小结。
2．请学生谈作品的设计思路、制作方法以及制作体会。
XX桥梁结构设计
概述: （一）设计依据: 1、XX公司提供的商务区电子版地形图，电子版道路图纸，电子板河道及景观图纸； 2、甲方确定的规划河底宽度为20米，设计最高水位4.8米，设计河底高程2.0米； 3、桥梁方案汇报会确定桥位和桥型布置方案； 4、xx公司其它要求。 （二）工程概况： 二级桥包括涵洞两座，位置分别在规划一路与水街交叉处和规划二路与水街交叉处，新区商 务区水街规划河底宽度为20米，设计最高水位4.8米，设计河底高程2.0米，其中按3-6m 框架涵设计，道路规划宽度为20米，两侧景观带按景观要求设计。框涵俩侧按悬挑结构设 计。 二、桥梁工程场地地质条件、水文地质条件等介绍 （一）自然、气候条件 天津市属于暖温带半湿润季风气候，位于大陆性与海洋性气候的过渡带上，四季分明。冬季 受蒙古冷高气压控制，盛行西北风；夏季受太平洋副热带高气压左右，多为偏南风。气候特 点是：春季干旱多风，冷暖多变；夏季温高湿重，雨热共济；秋天天高云淡，风和日丽；冬 季寒冷干燥，雨雪稀少。 年平均气温11.1~12.3 C,七月平均气温26 C以上，一月份平均气温-4 C以下，偶然最 高温40.3 C，极端最低温-21 C。］ 年平均降水量为550~680mm ，一日最大暴雨量304.4mm 。每年6~9月为汛期，平 均雨日34天左右，占全年总降水量的73%以上，冬季雨雪量只占全年总降水量的 1%~3% 。 （二）拟建场地概况 拟建场地位于华北平原北部，属滨海冲积平原，地貌单一，场地地表略有起伏。本次勘探揭 示埋深50.00m 以上的地层属海相、陆相沉积地层。
（三）地质条件及地下水情况 1、场地地形地貌、场地土土质特征及分布规律 根据《岩土工程技术规范》（DB29-20-2000 ）第3.2节、附录A及本次勘察资料，本次 勘探50.0m 深度范围内，场地土按成因年代可分为9层，按物理力学性质进一步划分为 18个亚层。各层土的土质特征及分布规律描述如下： （1 ）人工填土层（Qml ）） 主要由素填土（地层编号①）组成，厚度0.30?1.20m，黄褐色，主要粘性土组成，含少量植物根系，水平方向分布连续。人工填土填垫年限小于十年。02、04、06号孔夹有厚 度0.3?0.4m的灰黑色坑底淤泥质土。 （2 ）全新统新近组坑底淤积层（Q43Nsi ） 地层编号②，该层土在本场地缺失。 （3）全新统新近组古河道、洼淀冲积层（Q43Nal ） 系北运河洪泛冲积而成，层顶标高为 5.95?1.75m，主要由上部的粘土、粉 质粘土（地层编号为③1）及下部的粉土（地层编号为③2）组成： ③1粘土、粉质粘土，层顶标高为 5.95?1.75m，厚度0.60?4.10m，灰黄色，可塑， 含少量有机质，属中偏高压缩性土，水平方向分布不连续，在02、06#孔附近缺失。 ③2粉土，层顶标高为5.85?1.15m，厚度1.00?2.70m，灰黄色，稍密，饱和，含少量有机质，夹粉质粘土薄层，分布不连续，属中压缩性土。 （4）全新统上组河床?河漫滩相沉积层（Q43al ） 地层编号④，该层土在本场地缺失。 （5）全新统上组湖沼相沉积层（Q43l+h ） 层顶标高为2.35?-0.38m ，主要由上部的粘土（地层编号⑤1），中部的粉土（地层编号 ⑤2 ），以及下部粉质粘土（地层编号⑤3 ）、粉土（地层编号⑤4）组成： ⑤1粘土，厚度0.80?3.00m，灰黑色?青灰色，可塑，含少量有机质及腐殖物，夹粉质粘土薄层，属中偏高压缩性土，水平方向分布连续。 ⑤2粉土，层顶标高为1.55?-2.44m ，厚度0.70?5.70m，青灰色，稍密?中密，饱和，含少量有机质，属中压缩性土，水平方向分布不连续，在20#孔附近缺失。 ⑤3粉质粘土，层顶标高为0.05?-4.29m ，厚度0.50?5.00m，青灰色，可塑，含少量有机质，夹粉质粘土薄层，属中偏高压缩性土，水平方向分布不连续，分布于1#桥、2# 桥和4?6#桥（01?12#、20?23#孔）附近。 ⑤4粉土，层顶标高为-2.58?-7.85m ，厚度0.50?2.50m，青灰色，稍密?中密，饱 和，含少量有机质，属中压缩性土，水平方向分布不连续，在3#桥和6#桥区域（13?19#、 22#、23#孔）缺失。 （6）全新统中组浅海相沉积层（Q42m ） 层顶标高为-4.68?-8.85m ，主要由上部粘土、粉质粘土（地层编号⑥1 ）和下部的粉土 （地层编号⑥2 ）组成： ⑥1粘土、粉质粘土，层顶标高为-4.75?-8.85m ，厚度1.60?4.00m，灰色，可塑， 含少量有机质及贝壳，属中偏高压缩性土，水平方向分布不连续在1#桥局部和5#桥区域 （19#、21#、22# 孔）缺失。 ⑥2粉土，层顶标高为-4.68?-10.85m ，厚度0.50?4.10m，灰色，稍密?中密，砂粘互层，含少量有机质及贝壳，属中压缩性土，水平方向分布不连续，仅在1#桥和2#桥、 6#桥局部（01?05#、17#、08#、10#、24#孔附近），以及5#、6#桥所在区域（19?22#孔附近）有分布。
桥梁结构设计方法的研究
桥梁结构设计方法的研究 摘要：目前桥梁结构耐久性研究中存在的问题。在比较了各国几种主要耐久性设计理论和方法的基础上，提出了一种新的耐久性设计思路和方法，即利用耐久度来衡量结构保持耐久性的能力，通过计算耐久性指标来评判某一时刻结构耐久性能否满足设计要求。该方法强调了多种因素共同作用、结构体系和构件荷载类别以及桥梁寿命周期经济性对耐久性设计的影响，具有概念明确、形式简单、便于应用等特点。 关键词：桥梁结构、设计、可靠性、创新 引言： 桥梁设计是一个复杂的，系统的工程。需要丰富的理论知识，并且尽量避免主观经验因素对设计的影响。在桥梁设计过程中仍然有许多重大的理论问题需要解决。目前，国内的桥梁结构设计普遍有这样的倾向：设计中考虑强度多而考虑耐久性少：重视强度极限状态而不重视使用极限状态，而结构在整个生命周期中最重要的却恰恰是使用时的性能表现；重视结构的建造而不重视结构的维护。这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果；也与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背；也不符合结构动态和综合经济性的要求。 我国的桥梁设计理论和结构构造体系仍不够完善，在桥梁设计领域，特别是关于桥梁施工和使用期安全性的问题还有许多可以改进的地方。结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案，其次是结构分析与构件和连接的设计，并取用规范规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性。 一、结构的耐久性设计问题： 桥梁在建造和使用过程中，一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀，并要承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用，同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化，从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。 在大跨度桥梁领域，国内从上世纪80年代以来，建造了大量的斜拉桥。需要指出的是，很多这类问题与没有进行合理的耐久安全性设计有关，这也促使人们重新认识桥梁的耐久性问题。而这些研究大多是从材料和统计分析的角度进行的，对如何从结构和设计的角度来改善桥梁耐久安全性却很少有人研究。而且，长期以来，人们一直偏重于结构计算方法的研究，却忽视了对总体构造和细节处理方面的关注。因此，需要努力将耐久安全性的研究从定性分析向定量分析发展。 二、桥梁的超载问题：
纸桥的结构与受力分析
纸桥的结构与受力分析 摘要：我国古代的桥，形式种类繁多发展演变过程漫长，近代以来由于高科技的勃然兴起，桥梁逐 渐成为一门专业学科，其技术进步更是突飞猛进，形式更为复杂多样。桥梁作为结构的一大主要应用，简洁地展现了力学之美。制作纸桥可以为今后桥梁施工技术提供思路。所以纸桥的制作、研究意义重大。本文对纸桥桥梁结构的特点以及影响桥梁的简单因素进行初步分析。 关键字：纸桥、桥梁结构、受力分析。 引言： 桥梁是架设在江河湖海上，使车辆，行人等能顺利通过的建筑物。桥梁一般由上部结构、下部结构和附属建筑物组成，上部结构主要指桥跨结构和支座系统；下部结构包括桥台、桥墩和基础；附属建筑物则指桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等。现在国内外的桥梁建设都处于快速发展阶段，像我国的武汉长江大桥，黄埔的跨海大桥等等都取得了非凡的成就，但桥梁的建设问题依然普遍存在，为此，我们要着重设计桥梁的结构，要设计出更加稳定的构造，解决桥梁中间垮塌和部分桥面出现断裂的问题。通过设计不同结构的纸桥，参考着经典大桥桥的优秀设计，并结合自己的思考和现代生活的特点，设计出简约、稳固、更加符合实际需求的大桥。
试验方法： 一、桥的整体结构设计：我们小组一共想出了三种桥梁的结构。一是三层的向两边分担压力的构型；二是拱形结构；三是中间穿插着连接起来的平桥。经过权衡利弊，我们小组决定选用第三种方案。该方案是在地面两侧建两个大型桥墩，在中间也同样建一个大型桥墩。然后通行部分是由长细纸筒做成。 二、前期实验：分别用一张打印纸从不同形式折成不同形状的单个桥体结构部分，然后在桥面上放砝码，记录数据。一次用不同形状折的单体进行实验，做成表格，比较各个的承重数据。最后得出最好的承重结构为由纸的对角叠成的圆柱套着三棱柱的单体，此单体结构承重效果在同等条件下经测试最好，并由此开始制作桥体。 三、制作步骤：首先制作长细纸筒：先把纸卷成细的卷，要卷紧。这个卷能承受的压力不会很大，而且越长承受的压力就越小，越易被压坏。但是卷能承受的拉力是很大的，调整结构把这些卷全变成受拉构件。在非要受压不可时，把纸卷截的短些，用很多细的纸卷在这个受压的地方共同承受压力。接着做短圆纸筒：以A4 纸的窄边为“母线”卷成。最后做底面：每张纸先用胶水加固（全部涂过后风干），再涂一次卷成纸卷再相互错开用胶水黏结。最后将底面与纸筒固定好，再将底面与桥面固定，分别固定在桥俩端及中间部分。大概步骤即是这样：先固定主要框架，然后是支架，其次是桥身上的各处桥梁，最后铺好桥面。
结构设计大赛(桥梁)计算书
桥梁结构设计理论方案作品名称蔚然水岸 参赛学院建筑工程学院 参赛队员吕远、李丽平、李怡潇、赵培龙 专业名称土木工程 一、方案构思 1、设计思路 对于这次的设计，我们分别考虑了斜拉桥、拱桥、梁式桥和桁架桥的设计方案。斜拉桥可以看作是小跨径的公路桥，且对刚度有较高的要求，所以斜拉桥对材料的要求比较高，对于用桐木强度比不上其他样式的桥来得结实；拱桥最大主应力沿拱桥曲面而作用，而沿拱桥垂直方向最小主应力为零，可以很好的控制桥梁竖直方向的位移，但锁提供的支座条件较弱，且不提供水平力，显然也不是一个好的选择；梁式桥有较好的承载弯矩的能力，也可以较好的控制使用中的变形，但桥梁的稳定性是个很大的问题，控制不了桥梁的扭转变形，因此，我们也放弃了制作梁式桥的想法；而桁架桥具有比较好的刚度，腹杆即可承拉亦可承压，同时也可以较好的控制位移用料较省，所以，相比之下我们最后选择了桁架桥。 2、制作处理
（1）、截杆 裁杆是模型制作的第一步。经过试验我们发现，截杆时应该根据不同的杆件，采用不同的截断方法。对于质地较硬的杆应该用工具刀不断切磋，如同锯开；而对于较软的杆应该直接用刀刃用力按下，不宜用刀口前后切磋，易造成截面破损。 （2）、端部加工 端部加工是连接的是关键所在。为了能很好地使杆件彼此连接，我们根据不同的连接形式，对连接处进行处理，例如，切出一个斜口，增大连接的接触面积；刻出一个小槽，类似榫卯连接等。 （3）拼接 拼接是本模型制作的最大难点。由于是杆件截面较小，接触面积不够，乳胶干燥较慢等原因，连接是较为困难的。我们采取了很多措施加以控制，如用铁夹子对连接处加强压、用蜡线进行绑扎固定等。对于拱圈的制作，则预先将杆件置于水中浸泡并加上预应力使其不断弯曲，并按照先前划定的拱形不断调整，直至达到理想形状。 在拱脚处处理时，先粘结一个小的木块，让后用铁夹子施加很大的压力，保证连接能足够牢固。 乳胶粘接时要不断用电吹风间断性地吹风，使其尽快形成粘接力，达到强度的70%（基本固定）后即可让其自行风干。 （4）风干 模型制作完成后，再次用吹风机间断性地吹粘接处，基本稳定后，让其自然风干。 （5）修饰
结构设计大赛(桥梁)计算书
桥梁结构设计理论方案 作品名称蔚然水岸 参赛学院建筑工程学院 参赛队员吕远、李丽平、李怡潇、赵培龙专业名称土木工程
一、方案构思 1、设计思路 对于这次的设计，我们分别考虑了斜拉桥、拱桥、梁式桥和桁架桥的设计方案。斜拉桥可以看作是小跨径的公路桥，且对刚度有较高的要求，所以斜拉桥对材料的要求比较高，对于用桐木强度比不上其他样式的桥来得结实；拱桥最大主应力沿拱桥曲面而作用，而沿拱桥垂直方向最小主应力为零，可以很好的控制桥梁竖直方向的位移，但锁提供的支座条件较弱，且不提供水平力，显然也不是一个好的选择；梁式桥有较好的承载弯矩的能力，也可以较好的控制使用中的变形，但桥梁的稳定性是个很大的问题，控制不了桥梁的扭转变形，因此，我们也放弃了制作梁式桥的想法；而桁架桥具有比较好的刚度，腹杆即可承拉亦可承压，同时也可以较好的控制位移用料较省，所以，相比之下我们最后选择了桁架桥。 2、制作处理 （1）、截杆 裁杆是模型制作的第一步。经过试验我们发现，截杆时应该根据不同的杆件，采用不同的截断方法。对于质地较硬的杆应该用工具刀不断切磋，如同锯开；而对于较软的杆应该直接用刀刃用力按下，不宜用刀口前后切磋，易造成截面破损。 （2）、端部加工
端部加工是连接的是关键所在。为了能很好地使杆件彼此连接，我们根据不同的连接形式，对连接处进行处理，例如，切出一个斜口，增大连接的接触面积；刻出一个小槽，类似榫卯连接等。（3）拼接 拼接是本模型制作的最大难点。由于是杆件截面较小，接触面积不够，乳胶干燥较慢等原因，连接是较为困难的。我们采取了很多措施加以控制，如用铁夹子对连接处加强压、用蜡线进行绑扎固定等。对于拱圈的制作，则预先将杆件置于水中浸泡并加上预应力使其不断弯曲，并按照先前划定的拱形不断调整，直至达到理想形状。 在拱脚处处理时，先粘结一个小的木块，让后用铁夹子施加很大的压力，保证连接能足够牢固。 乳胶粘接时要不断用电吹风间断性地吹风，使其尽快形成粘接力，达到强度的70%（基本固定）后即可让其自行风干。 （4）风干 模型制作完成后，再次用吹风机间断性地吹粘接处，基本稳定后，让其自然风干。 （5）修饰 在模型完成之后，为了增强其美观性，用砂纸小心翼翼的将杆件表明的毛刺打磨光滑，注意不要破坏结构，以免影响其稳定。 3、设计假定 (1)、材质连续，均匀； (2)、梁与索之间结点为铰结；梁与塔柱（撑杆）之间的连接为刚结；
纸桥的制作
纸桥的制作方法 杜瑞泽法学111 112224 摘要：桥是道路交通的重要组成部分，桥的建造的质量对道路交通有着重要的影响。我们小组同学利用模型的方法对桥的制作进行了探索和研究，以找到一种最坚固、最美观同时又能节约原料的桥的制作方法。我们用纸和胶水作为材料，进行了纸桥的制作，并进行了承重实验，并对实验结果进行了分析，最终得出了我们的结论。 关键词：纸桥、结构、承重能力、美观、模型 引言：改革开放以来，随着我国经济的快速发展，对道路交通的要求也不断提高。而桥梁建设是道路交通中必不可少的部分。在这一时期，我国的道路交通事业包括桥梁建设也在飞速发展，并对经济的发展起到的促进的反作用，同时，我国河流纵横，山脉丘陵地带分布广泛，城市人口和建筑稠密，良田需要保护，这种种因素都会促成我国对桥梁建设的巨大需求。为了适应时代需要，我们进行了以研究和创新桥的制作方法为目的的实验，用纸张做成桥的模型，以分析其强度和承重能力，最终找到最优的纸桥的制作方法。 1实验方法 1.1准备工作 我们根据资料和自己的观察研究和以及想象，设计了几张不同的纸桥的图纸。我们准备的材料有A4纸若干张、胶水；准备的工具有剪刀（对纸张、支架、桥面进行裁剪）、小刀（对剪刀不能完美裁剪的地方进行休整，使截面更加平整，保证支架与桥面之间、支架与底座之间、支架与支架之间的粘连的稳固）、尺子（对纸桥的各个部件进行精确测量）、天平（测量纸桥的重量、测量纸桥可以承受的物体的重量，从而测定纸桥的承重能力）。 1.2纸桥制作 纸桥的制作并不是一件简单的事情，很多细节要注意并小心操作，一旦不注意就会导致部分甚至全部的工作需要重做。我们根据桥的图纸，首先推算出这个纸桥需要21根纸管。我们将纸卷成纸管，并在纸管的卷成的部分涂上胶水，将纸管固定。但是，在这个最简单的环节也出现了问题。由于纸管是由我们三个小组成员分别完成的，所以大家卷成的纸管的粗细并不完全一致，有些甚至还存在着较大的差异。而如果用这些粗细不同的纸管来做桥的话就会产生严重的不良后果。纸管是我们做纸桥最基本、最重要的元件。桥面、支撑面（桥墩）、支撑管等均有纸管或主要由纸管制成。如果支撑管粗细不均的话，会使桥面和支撑面厚度不一致，同时也会影响桥面和支撑面的稳固性，导致纸桥的质量收到严重影响，不利于最后的实验结论的正确得出。考虑到这些因素，我们挑选出一部分粗细程度基本一致的纸管，并以此为样本，作出了其余的符合要求的纸管。 做完所有的纸管后，我们家下来进行的是桥面的制作工作。桥面由两层组成，其中第一层由七根纸管组成，第八根由八根纸管组成。每层的制作方法是，首先将纸管紧紧地并列排放，中间尽量不留空隙。然后将一张纸的中间宽度与纸管并列排放后的宽度一致的部位涂上胶水，再将纸管粘在上面。最后，把纸管的两侧的纸也涂上胶水，并将它们向纸管的一侧折叠，最后达到把这一排纸管固定地包在这张纸中的效果。两层都制作完成后，将七根纸管组成的那层桥面放在上面，
纸桥的设计与制造方案
纸桥的设计与制作 （天津市科技活动方案样张之一） 一、题目纸桥的设计与制作 二、适用对象D段（七、八年级） 三、适用主体学校 四、活动目标 1．态度目标： ⑴采取分组的活动形式，培养学生的合作精神和有序的工作能力；通过成品展示、竞赛等活动，培养学生的既合作又竞争意识； ⑵在制作过程中，培养学生不畏艰难，不循旧规，敢于创新的精神。 2．科学方法、能力目标： ⑴学习科技制作、理解桥的主要结构的作用，通过纸桥的设计与制作使学生在探索中理解，材料的强度与它的几何形状有关。 ⑵在纸的多种承重实验研究、纸桥设计等过程中鼓励学生独立思考、发展学生的创造性思维能力。 ⑶培养学生与他人合作共同研究的能力。 3．知识目标： ⑴通过对桥的造型设计，培养学生的审美意识和环境美意识，提高创作模型的技能、技巧及可观赏性。 ⑵学习简单的技术设计。 五、活动方式： 活动以班为单位，分为若干活动小组（四名学生为一组），开展分组竞赛，作品在课上评定。 六、所需活动时间4——5学时 七、背景材料 1．知识背景： ⑴压力与压强 知道压力的概念，压力是指垂直压在物体表面上的力。 理解压强的的概念，压强是物体单位面积受到的压力。 固体的压强跟受力面积有关，截面积对压力有直接影响，截面积越大，压力越小
⑵拱形桥：拱起了腰的纸条可以驮起一盒火柴，这说明，向上拱起的物体最能承受外来的压力，它的强度要比没有拱起时大。火柴盒压在纸拱桥上，给予纸拱的是一种静态外力，它和作用在装甲车上的子弹冲击力不同。纸拱桥这种抵抗静态外力的本领，就叫静强度。 我们的祖先很早就发现了拱形物体的这种性质，并且把它运用到建筑上去。各地发掘出的东汉古墓，多数有“拱”式结构，可见一千几百年前我国的筑拱技术已经相当普及了。 现存的最古老的石拱桥是我国的赵州桥。赵州桥是隋朝石匠李春设计监造的，自公元616年建成，到现在已经有1300多年的历史了。这座石桥横跨在河北赵县城南洨河上，有着一个弧形的桥洞，犹如跨在河上的长虹。在漫长的岁月里，赵州桥经受了地震的摇撼，洪水的冲击，车马的压轧，仍然屹立在洨河上。（图一）赵州桥不但有个弧形的大拱，而且在桥肩还有4个小拱。当山洪暴发时，小拱可以把洪水泄走。赵州桥坚固的秘密正在拱上。 我国科技人员和工人继承并发展了拱桥建筑的传统，运用现代强度理论以及工程学，创造了双曲拱桥。双曲拱桥的外形同一般的空腹式拱桥好像没有什么区别。但是你如果走到桥下一看，就会发现它的肚皮是凹的，好像由几条自行车的挡泥板拼起来的，真是拱中有拱。这种桥的优点是造价低，载重负荷大，施工方便，节省材料。宏伟的南京长江大桥的公路引桥便是这种双曲拱桥。 双曲拱比单曲拱能承受更大的载荷，主要是因为双曲拱不仅在一个方向上呈拱形，而且在与其垂直的另一方向也呈拱形。自行车的挡泥板就是这种双曲拱形的。当它受力时，力使沿着两个拱的方向更均匀地传递；某一局部受力过大时，双曲拱能迅速自行调整平衡，使整个双拱曲不会因局部受力过大而损坏。 拱形结构除了能用于建造桥梁外，另一个重大的用处就是建造水坝。特别是双曲拱形坝，由于拱形顶所受的水压力能通过拱体均匀地传递给河岸，依靠坚固的两岸来维持的稳定，它与完全靠自身重量来维持平衡的重力坝相比，不仅可以减少体积，节约材料，而且还有一定的弹性，对地基的局部变形具有一定的适应能力，有较好的抗震性能。 我们的脚上就长着“双曲拱桥”，它就是人的足弓正常的脚都可以区分出三个足弓：两个纵向的纵弓和一个横断面上的横弓。 ⑶桥的历史与发展现状： 我国古代桥梁多用木、石、藤、竹及至皮革之类的天然材料，锻铁出现以后有了简单的铁链桥。它们的强度都很低。木、藤、竹，皮革类易腐烂，能够保留至今的古代桥梁多为石桥。中国古代著名石桥有：1河北赵州安济桥、2北京泸沟桥、3泉州安平桥。 1900-1949年,这一时期中国的桥梁建设几乎处于停滞状态，特别是由中国自行建设的桥梁工程更是寥寥无几。其中代表桥梁是1943年由我国老一辈桥梁工程专家茅以升老先生主持设计并建设的杭州钱塘江大桥。（图二） 钱塘江大桥位于杭州闸口六和塔附近，是由我国工程师自行设计并监造的第一座双层式公、铁两用桥。全桥长1453米，正桥长1072米，两岸引桥长381米。于1931年11月11日举行开工典礼，1935年通
桥梁设计要点
桥梁设计要点 一、结构计算要点 1、根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第1.0.6条要求，公路桥涵结构的设计基准期为100年，市政桥涵据此采用设计基准期100年，各类主要构件及其使用材料应保证其设计基准期要求。 2、汽车荷载根据道路、公路等级分别采用公路-I级、公路-II级，特殊荷载根据业主要求确定。桥梁设计安全等级根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第1.0.9条，分为一级、二级、三级，重要性系数根据设计安全等级确定。设计中注意按照单孔跨径确定，对多孔不等跨径桥梁，以其中最大跨作为判断标准，同时在设计中结构重要性系数应大于等于1.0。 3、抗震设计标准：青岛市桥梁抗震设防烈度为6度，地震动峰值加速度为0.05g。其他地区及有特殊要求桥梁根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2001）附录A规定的烈度和地震加速度，结合桥梁抗震规范和实施细则进行抗震设计。 4、环境类别根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）第1.0.7条确定，并按照要求提出相应的耐久性的基本要求。 5、混凝土保护层厚度根据环境类别确定，详见《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）第9.1条，当受拉区主筋保护层厚度大于50mm时，
应在保护层内设置直径不小于6mm，间距不大于100mm的钢筋网（主要用于承台下层）。 6、护栏防撞等级根据《公路交通安全设施规范》（JTG D81-2006）和《公路交通安全设施设计细则》（JTG/T D81-2006）确定，中央隔离墩预制长度4米。设计规范需要在桥梁设计说明依据中列出。 7、桥涵应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计，其中正常使用极限状态不应遗漏挠度计算和预拱度设置。 8、预应力混凝土受弯构件应根据规范进行正截面和斜截面抗裂验算，并满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）第6.3条的规定。 9、普通钢筋混凝土构件和B类预应力混凝土构件，在正常使用极限状态下的裂缝宽度，应按作用短期效应组合并考虑长期效应影响进行验算，其宽度限制根据环境类别确定，详见《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）第6.4.2条。 10、 T形截面梁的翼缘有效宽度和箱形截面梁在腹板两侧上下翼缘的有效宽度应根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）第4.2.2条和4.2.3条进行断面折减。各类受力筋应布置在有效宽度范围内。 11、由于日照正温差和降温反温差引起的梁截面应力，可按附录B计算。竖向日照温差梯度曲线可按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第4.3.10条计取，桥面混凝土铺装层不计入温度梯度，沥青混凝土铺装层厚度大于10cm的按照14度计算。
搭纸桥设计
《搭纸桥》设计 东风小学王琳 教学目标 1、知道桥面截面形状不同，桥面中间承受力大小也就不同。 2、通过学会搭纸桥试验，培养科学精神，主要是让学生初步体会怎样去探究一 个课题。 3、培养学生动手能力。 教材内容 本课是九年义务教育小学自然教材第四册第14课内容。 重点、难点分析 本课重点是通过实验指导学生认识纸桥的形状不同，承受力的大小也不同。难点是提高学生的动手能力和归纳概括能力。 教学对象的分析 本课针对的是低年级学生，他们好动，好游戏，注意力不持久，喜欢课文内容形式多样化。本课多使用多媒体教学，用具体直观的自然物体和自然现象作为教材。让学生们看得见，摸得着，学得懂。 教学策略及教法设计 本课的思路是：首先用多媒体动画指导学生认识平面桥的承受力是比较小的；然后再引导学生通过改变桥面的形状，认识到纸桥的承受力大小与它们的形状有关系；最后用多媒体制作的练习题启发学生联系实际，把本课所学的科学道理用来解释周围常见物体的形状。 教学媒体的选择及应用 整个教学过程主要运用多媒体教学的手段。第一部分运用动画的形式演绎《小马过河》的故事，激发学生的学习兴趣。接下来用多媒体制作桥的画面并出示学生制作的模型，让学生直观分析桥面与桥墩的关系。第二部分师生共同演绎搭纸桥的步骤，让学生充分提高手眼的协调能力。第三部分用Auphorware制作智力竞赛题，验证学生对本课所学知识的掌握。 通过色彩鲜艳，制作精细的动画，逼真生动的视频效果引发学生的学习兴趣，激发学生回答问题的热情，从而达到运用多媒体教学的目的。 教学过程的设计与分析 师（投影《语文》第3册第13课《小马过河》的画面）：小朋友已经知道《小马过河》的故事，如果河水真的很深，小马又得过河，你能为小马想想办法吗？（学生不约而同地举手发言。） 生1：搭桥走过去。 生2：乘船过去。 生3：乘飞机过去。 生4：那里有很多石头，小马可以从石头上走过去。 师：小朋友们都很聪明，为小马想了很多的办法，老师想还是搭桥比较实际。（投
桥梁结构设计理论方案
第五届大学生结构设计竞赛 桥梁结构设计理论方案\ 作品名称___________________ 平波桥 _______________________ 参赛队员邵明帅、温雯、文月桂、胡红亮 专业名称土木茅以升、车辆詹天佑、土木 茅以升____ 、土木茅以升________ 、土木茅以升______ 指导教师____________________ 张雪珊______________________
大连交通大学结构设计竞赛组委会
二?一三年 总言：桥梁是我们生活中很常见的一种交通方式，许多有河流的地方就有桥梁的身影，从很简陋的独木桥，到如今气势恢宏的跨海大桥，桥梁的建造技术在飞速的发展着，随着材料科学的发展，各种新型的材料也在不断运用到桥梁建造中来，但总体有一个原则“稳定性好，材料 省”。一般现在的桥梁形 式可分为“拱，吊，桁架”三种。 我们的理念：考虑到拱桥较难制作，且较易出现应力集中现象，所以我们选择了桁架和吊桥的结合形式来制作我们的作品，桁架结构具有制作简便，刚 度大，几何特性好，扩大了粱式结构的适用跨度等优点，本次制作的桥梁长度为2010mm,是一种大跨的结构，而吊桥的优点就是受拉好，自重轻，跨径大，在支座承压方面，我们采用了增加横杆的方式，一方面增大了它的承压面积，另一方面使支座受力均匀，在主梁上，我们采用工字梁的方式来增加梁的抗弯能力，在整个梁的受力方面，我们尽量都是让力均匀分布的方式进行。这样可以减少挠度。 我们的特色： 1.梁的横截面： 目的：增大梁的抗弯能力。 效果图| 2.腹梁的承压结构目 的：降低挠度 3?吊桥的受拉结构 目的：适合大跨径受拉结构 作 品 简 介
什么样的桥梁结构承重最大
什么样的桥梁结构承重最大 （春光小组：周鹏徐德闯） 一、项目概述 1. 开展年级：五年级、六年级 2.学科：科学、数学、信息技术 3. 简介： 本学习项目主要对象是五年级至六年级学生，桥梁是他们日常生活中常见事物，但桥梁的承重量有多大，什么样的地理环境适合建造什么结构类型的桥梁等等问题却很少同学去关心。本次项目探究 活动，将从少年儿童身边熟悉的桥梁入手，让他们自己提出有关对桥梁感兴趣的问题，设计探究方法，通过调查、实验、观察、搜集资料、整理信息等方法，培养他们对科学探究的兴趣及数学、信息技术 应用的能力。 二、学习团队 1. 教师： 周鹏：综合实践 徐德闯：科学 2．学生： 旅顺口区迎春小学： 庄河光明山中心小学： 三、学习目标与任务 1. 教学目标分析 认知目标：了解不同结构的桥梁承重力是不同的 能力目标：能通过改变桥梁的结构来改变桥梁的承重力 情感与价值观：培养学生科学探究的方法与能力，知道科学就在我们身边。 信息素养：提高学生利用现在网络技术、高科技手段搜集、整理文字、图片信息的能力。 2. 学习任务
5位同学为一小组，合作完成以下任务: ●任务1：从日常生活中同学们司空见惯的桥梁入手，让学生提一些比较感兴趣、乐于研究的问题， 确立研究主题。 ●任务2：从电视、杂志、互联网等寻找一些有关桥梁的图片、数据信息。 ●任务3：通过信息的整理与分析，从中发现问题及思考解决问题的方案，设计对比实验。 ●任务4：把任务1、2、3的研究成果进行整理，做出一份可以相互交流的项目报告。 四、学习过程 项目学习活动过程（概念图）： 任务一寻找世界各地的桥梁设计
?报章、杂志：你们可以从报章或杂志寻找你们所熟悉的桥梁结构，把图片及设计方案(或有关新闻)剪下，并记录你是从哪一份报章(报章名称)和哪一天(日期)取得的。 ?互联网：你亦可以从互联网上寻找桥梁结构设计并把它打印出来，记录你是从哪个网址中取得的。 ?其他途径：其实，若你能细心观察，亦可以从其他途径发现桥梁结构的设计应用，例如电视节目等。把有关的桥梁结构设计记录下来，并记录你是从哪里获得有关资料。 想一想以下的问题: ?桥梁的整体形状是什么样子? ?桥梁的主体结构是怎样设计的? ?最突出的、最令人印象深刻的桥梁结构设计对你的启发? 任务二设计桥梁结构设计图 学生搜集力学原理，结构以什么样的形式制作最稳定？ 注意：进行访问时，紧记要表现应有的礼貌! 根据搜集讨论得来的思路绘制桥梁设计图（可以是多个设计方案） 从绘制成的桥梁结构设计图中，你们发现什么? 有什么总结? 把你们的发现记录下来。并思考问题: ?桥梁的整体形状及桥体的结构特征? ?你会如何解释你们的发现? ?你们的发现对你有什么启示? 任务三制作项目实践探究整理
纸桥的结构与受力分析
摘要：我国古代的桥，形式种类繁多发展演变过程漫长，近代以来由于高科技的勃然兴起，桥梁逐渐成为一门专业学科，其技术进步更是突飞猛进，形式更为复杂多样。桥梁作为结构的一大主要应用，简洁地展现了力学之美。制作纸桥可以为今后桥梁施工技术提供思路。所以纸桥的制作、研究意义重大。本文对纸桥桥梁结构的特点以及影响桥梁的简单因素进行初步分析。 关键字：纸桥、桥梁结构、受力分析。 引言： 桥梁是架设在江河湖海上，使车辆，行人等能顺利通过的建筑物。桥梁一般由上部结构、下部结构和附属建筑物组成，上部结构主要指桥跨结构和支座系统；下部结构包括桥台、桥墩和基础；附属建筑物则指桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等。现在国内外的桥梁建设都处于快速发展阶段，像我国的武汉长江大桥，黄埔的跨海大桥等等都取得了非凡的成就，但桥梁的建设问题依然普遍存在，为此，我们要着重设计桥梁的结构，要设计出更加稳定的构造，解决桥梁中间垮塌和部分桥面出现断裂的问题。通过设计不同结构的纸桥，参考着经典大桥桥的优秀设计，并结合自己的思考和现代生活的特点，设计出简约、稳固、更加符合实际需求的大桥。 试验方法： 一、桥的整体结构设计：我们小组一共想出了三种桥梁的结构。一是三层的向两边分担压力的构型；二是拱形结构；三是中间穿插着连接起来的平桥。经过权衡利弊，我们小组决定选用第三种方案。该方案是在地面两侧建两个大型桥墩，在中间也同样建一个大型桥墩。然后通行部分是由长细纸筒做成。 二、前期实验：分别用一张打印纸从不同形式折成不同形状的单个桥体结构部分，然后在桥面上放砝码，记录数据。一次用不同形状折的单体进行实验，做成表格，比较各个的承重数据。最后得出最好的承重结构为由纸的对角叠成的圆柱套着三棱柱的单体，此单体结构承重效果在同等条件下经测试最好，并由此开始制作桥体。 三、制作步骤：首先制作长细纸筒：先把纸卷成细的卷，要卷紧。这个卷能承受的压力不会很大，而且越长承受的压力就越小，越易被压坏。但是卷能承受的拉力是很大的，调整结构把这些卷全变成受拉构件。在非要受压不可时，把纸卷截的短些，用很多细的纸卷在这个受压的地方共同承受压力。接着做短圆纸筒：以A4 纸的窄边为“母线”卷成。最后做底面：每张纸先用胶水加固（全部涂过后风干），再涂一次卷成纸卷再相互错开用胶水黏结。最后将底面与纸筒固定好，再将底面与桥面固定，分别固定在桥俩端及中间部分。大概步骤即是这样：先固定主要框架，然后是支架，其次是桥身上的各处桥梁，最后铺好桥面。 结果与讨论： 我小组所造之桥以线条简单为主要特点，整个设计以圆柱型纸杆为主，进行粘贴制作纸桥。由于所学专业限制，我小组所制作桥梁只能简单承受重量，承重量较小，考虑的因素不够全面，对力学及压强的分析不够透彻，我小组选用的圆柱形纸杆可以承受一定的拉力和压力，作为受弯结构的梁，梁的抗弯强度很大程度上取决于梁高，圆柱直径越大，抗弯强度越大。但我小组所作纸桥有一个明显缺点就是缺少斜拉的索链，如果两侧分别增加斜拉，那么所承重效果会更好。以后有机会的话再把自己不足的地方进行改进，更好的制造出一个承重力较大的纸桥。 结论： 经实验及制作纸桥可得，简单的梁式桥虽制作方法简单但承重能力并不是最好的，需要在桥面上加入斜拉链以分散桥面所受压力。我们通过实验明白了：一张平面的纸很薄，小受力厚度导致小承受力。而把纸折叠成瓦楞形或卷成圆柱体后，受力厚度大大增加，承受力也就大得多。在桥梁和建筑等受力构造中，
纸质桥梁设计方案
科技创新活动 题目：纸质桥梁模型制作 年级专业： 2011级水利水电工程 班级：一班 学生： * * *（组长） * * * * * * * * * * * * * * * 指导教师： * * * 日期： 2013年7月11日 城乡建设与工程管理学院
11级水利水电工程专业1班科技创新活动任务书 ——之纸质桥梁模型制作 1、桥梁模型要求： （1）桥梁模型总长度1000mm，制作误差不得超过10mm总宽度250mm，制作误差不得超过5mm，可采用多种桥梁型式。 （2）桥面须是水平的。 （3）桥的制造必须保证假设小车的正常通过。假设小车的尺寸是长30cm宽21cm高19cm的平板小车。 2、材料要求：A0绘图纸及白乳胶 3、加载方法：在桥梁跨中逐渐加载直至模型失效。失效标准为： （1）模型无法按照现场条件正确安装就位； （2）因模型的部件障碍或变形过大或模型发生破坏等原因，使得小车不能顺利到达彼岸。 （3）桥梁在加载的过程中最大挠度超过2.5cm。 （4）超出正常允许情形的其它失效情况。 4、分组要求：全班57人分成10组，其中7组6人，3组5人。 5、模型加载时间：星期四下午2点开始。 6、评分标准：本活动以锻炼学生的创新思维及团结协作为目的，评分根据学生的作品及在活动中的参与表现综合评分。
科技创新活动报告 ——纸质桥梁模型设计一、模型结构分析 (一)、材料力学性能分析 纸作为模型材料，其力学性能特点是受拉性能良好，抗撕裂能力差，抗弯压能力近似为零。将纸折成圆筒并用乳胶粘结后，可承受一定的压力，但受长细比的限制，多为压杆失稳状态的受力破坏。可承受少许弯矩。 乳胶的粘接性能：纸带对接时强度降低，纸带侧接时，强度较高，认为与母材强度相同。 (二)、构件力学性能 经过分析，纸卷成圆筒后，承拉能力远大于承压能力。在此构件力学性能分析的基础上，我们一致认为：方案应多选择为拉杆，压杆短而受力小，尽量不使其受弯矩。 二、设计方案分析 在模型结构分析的基础上，我们对以下几种设计方案进行了分析。 1.简支梁。简支梁受部分均布荷载。由于构件受弯是非常不利的，因此如果选用简支梁的形式，梁纵截面应选用鱼腹梁的形式。但制作难度大。如果梁为几片相同形状的纸粘接加厚而成，则侧面易失稳。因此不便采用。 2.拱形结构。拱桥最适于承受均布荷载，但在制作上较费材料。由于拱桥需要由很密的拱作片拼成，中间加肋，因此桥的自重较大，不便
纸桥的设计与制作
纸桥的设计与制作 纸桥的设计与制作（生活动手做） 在这个实验活动中，我们要 1、采取分组的活动形式，培养学生的合作精神和有序的工作能力；通过成品展示、竞赛等活动，培养学生的既合作又竞争意识； 2、在制作过程中，培养自己不畏艰难，不循旧规，敢于创新的精神。 3、学习科技制作、理解桥的主要结构的作用，通过纸桥的设计与制作在探索中理解，材料的强度与它的几何形状有关。 4、在纸的多种承重实验研究、纸桥设计等过程中要学会独立思考 5、培养学生与他人合作共同研究的能力。 6、通过对桥的造型设计，提高创作模型的技能、技巧及可观赏性。 7、学习简单的技术设计。 ◇活动内容 纸桥的设计与制作 ◇背景材料 1、知识背景： ⑴压力与压强 知道压力的概念，压力是指垂直压在物体表面上的力。 理解压强的的概念，压强是物体单位面积受到的压力。 固体的压强跟受力面积有关，截面积对压力有直接影响，截面积越大，压力越小 ⑵拱形桥：拱起了腰的纸条可以驮起一盒火柴，这说明，向上拱起的物体最能承受外来的压力，它的强度要比没有拱起时大。火柴盒压在纸拱桥上，给予纸拱的是一种静态外力，它和作用在装甲车上的子弹冲击力不同。纸拱桥这种抵抗静态外力的本领，就叫静强度。 我们的祖先很早就发现了拱形物体的这种性质，并且把它运用到建筑上去。各地发掘出的东汉古墓，多数有“拱”式结构，可见一千几百年前我国的筑拱技术已经相当普及了。现存的最古老的石拱桥是我国的赵州桥。赵州桥是隋朝石匠李春设计监造的，自公元616年建成，到现在已经有1300多年的历史了。这座石桥横跨在河北赵县城南洨河上，有着一个弧形的桥洞，犹如跨在河上的长虹。在漫长的岁月里，赵州桥经受了地震的摇撼，洪水的冲击，车马的压轧，仍然屹立在洨河上。（图一）赵州桥不但有个弧形的大拱，而且在桥肩还有4个小拱。当山洪暴发时，小拱可以把洪水泄走。赵州桥坚固的秘密正在拱上。我国科技人员和工人继承并发展了拱桥建筑的传统，运用现代强度理论以及工程学，创造了双曲拱桥。双曲拱桥的外形同一般的空腹式拱桥好像没有什么区别。但是你如果走到桥下一看，就会发现它的肚皮是凹的，好像由几条自行车的挡泥板拼起来的，真是拱中有拱。这种桥的优点是造价低，载重负荷大，施工方便，节省材料。宏伟的南京长江大桥的公路引桥便是这种双曲拱桥。（图二） 双曲拱比单曲拱能承受更大的载荷，主要是因为双曲拱不仅在一个方向上呈拱形，而且在与其垂直的另一方向也呈拱形。
桥梁结构设计问题
桥梁结构设计问题探讨 摘要：近年来，随着科学技术的发展，桥梁结构设计也得到了相应的发展，但是我国的桥梁设计理论和结构构造体系仍不够完善。本文通过桥梁结构设计中应注意事项，对桥梁结构设计的理论及设计问题进行探讨。 关键词：桥梁结构；设计问题；分析 abstract: in recent years, with the development of science and technology, the bridge structure design also got the corresponding development, but china’’s bridge design theory and structure system is still not perfect. this article through the bridge structure design should note, bridge structure design theory and design issues were discussed. keywords: bridge structure; design problems; analysis 中图分类号：u443文献标识码：a 文章编号： 一、桥梁结构设计现状 目前的桥梁设计中，对于耐久性更多的只是作为一种概念受到关注，既没有明确提出使用年限的要求，也没有进行专门的耐久性设计。这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果，也与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背，也不符合结构动态和综合经济性的要求。
纸桥制作说明书
XX 学院 2012／2013学年第1学期 《力学综合训练》课程大作业报告 桥梁模型的设计与制作 院（系） XX 学院 专业班级 XX 班 学生姓名 Andy 组 别 第14组 指导老师 XXX 成 绩：(教师填写)______________ 2013年 01月 10日
课程大作业任务书 兹发给班学生课程大作业任务书，内容如下： 1. 设计题目：桥梁模型的设计与制作 2.应完成的项目： （1）模型设计摘要 （2）设计思路和特色的说明 （3）设计图纸（结构全图，重点部分可提供详图） （4）模型的照片 （5）本人在参赛组里的分工及本次活动的心得体会 （6）报告书写作 3. 参考资料以及说明： （1）力学综合训练要求 （2）《工程力学》，何庭惠、黄小清主编，华南理工大学出版社 （3）网上搜索“关于桥梁结构模型设计” 4. 本任务书于2012 年12 月24 日发出，应于2013 年1 月10 日前完成，然后进行考评。 指导教师签发2012 年12 月24 日
考核评语： 考核总评成绩： 指导教师签字： 年月
目录 摘要 0 一、设计思路和特色的说明 (1) 1.1设计思路 (1) 1.2特点 (2) 1.3纸桥制作原理 (2) 二、设计图纸 (3) 2.1设计图 (3) 2.2模型照片 (4) 摘要 为深入学习实践科学发展观，进一步解放思想，改革创新，推动创新型班级文化的建设进程,以综合实践活动为载体,宣传科技文化知识，丰富班级文化生活，提高我班学生文化素质，培养创新意识，激发创新思维。学校力学研究室拟定于
第十八和第十九周开展本学期素质教育活动，内容形式为“纸桥”模型制作比赛。桥梁模型要求为单跨，跨度不小于400mm，横截面宽度100至150mm之间，材料仅限于使用打印纸、透明胶纸和文具胶水，总质量不大于400克。 关键词：文化素质、设计竞赛、纸桥 一、设计思路和特色的说明 1.1设计思路： 利用平面桁架原理。桁架是平面结构中受力最合理的形式之一。 桁架由上弦、下弦、腹杆组成；腹杆的形式又分为斜腹杆、直腹杆；由于杆件本