橋梁及設計與模型制作

1、橋梁的設計與模型制作 1. 橋梁有哪些種類?基本有如下幾種：2.為什么有這樣的設計？人和車輛等通過橋梁時，橋面會彎曲，如果橋面彎曲的越厲害就越會發(fā)生危險。同樣的材料，同樣的厚度，橋的跨度越大，越易彎曲。為防止橋面過于彎曲，可采用不同的方法幫助橋面承擔重量。如：梁式橋梁式橋是一種在豎向荷載作用下無水平反力的結構。由于外力（恒載和活載）的作用方向與承重結構的軸線接近垂直，故與同樣跨徑的其它結構體系相比，梁內產生的彎矩最大，通常需用抗彎能力強的材料（鋼、木、鋼筋混凝土等）來建造。 梁式橋還可分為：鋼桁梁橋、T型梁橋、懸臂梁橋、連續(xù)梁橋和連續(xù)鋼構橋等。圖一 鋼桁梁橋圖二 連續(xù)式梁橋拱式橋拱式橋的主要承

2、重結構是拱圈或拱肋。這種結構在豎向荷載作用下，橋墩或橋臺將承受水平推力。同時，這種水平推力將顯著抵消荷載所引起在拱圈(或拱肋)內的彎矩作用。因此，與同跨徑的梁相比，拱的彎矩和變形要小得多。鑒于拱橋的承重結構以受壓為主，通常就可用抗壓能力強的圬工材料(如磚、石、混凝土)和鋼筋混凝土等來建造。 拱橋的跨越能力很大，外形也較美觀，在條件許可的情況下，修建拱橋往往是經濟合理的。拱橋種類繁多，常見的有：圬工拱橋、箱型拱橋、雙曲拱橋、鋼架拱橋、桁架拱橋、肋拱橋、桁式組合拱橋和斜腿鋼架拱橋等。根據拱橋的不同承載方式，還可分為：上承式橋梁、下承式橋梁、中承式橋梁。圖六 上承式拱橋橋梁圖七 下承式拱橋橋梁圖八

3、中承式拱橋橋梁懸索橋傳統(tǒng)的懸索橋(也稱吊橋)均用懸掛在兩邊塔架上的強大纜索作為主要承重結構。在豎向荷載作用下，通過吊桿使纜索承受很大的拉力，通常就需要在兩岸橋臺的后方修筑非常巨大的錨碇結構。懸索橋也是具有水平反力(拉力)的結構?，F(xiàn)代的懸索橋上，廣泛采用高強度的鋼絲成股編制的鋼纜，以充分發(fā)揮其優(yōu)異的抗拉性能，因此結構自重較輕，就能以較小的建筑高度跨越其它任何橋型無與倫比的特大跨度。懸索橋的另一特點是：成卷的鋼纜易于運輸，結構的組成構件較輕，便于無支架懸吊拼裝。我國在西南山嶺地區(qū)和在遭受山洪泥石沖擊等威脅的山區(qū)河流上，以及對于大跨徑橋梁，當修建其他橋梁有困難的情況下，往往采用吊橋。懸索橋的樣式圖見

4、下圖所示：圖九 單跨式懸索橋斜拉橋斜拉橋由斜索、塔柱和主梁所組成。用高強鋼材制成的斜索將主粱多點吊起，并將主梁的恒載和車輛荷載傳至塔柱，再通過塔柱基礎傳至地基。這樣，跨度軟人的主梁就象一根多點彈性支承(吊起)的連續(xù)梁一樣工作，從而可使主梁尺寸大大減小，結構自重顯著減輕，既節(jié)省了結構材料，又大幅度地增大橋梁的跨越能力。此外，與懸索橋相比，斜拉橋的結構剛度大，即在荷載作用下的結構變形小得多，且其抵抗風振的能力也比懸索橋好，這也是在斜拉橋可能達到大跨度情況下使懸索橋遜色的重要因素。斜索在立面上也可布置成不同型式。各種索形在構造上和力學上各有特點，在外形美觀上也各具特色。常用的索形布置為豎琴形(圖十)

5、和扇形(圖十一)兩種。另一種是斜索集中錨固在塔頂?shù)妮椛湫尾贾?圖十二)，因其塔頂錨固結構復雜而較少采用。圖十 豎琴形斜拉橋圖十一 扇形斜拉橋圖十二 放射形斜拉橋3.建橋的材料及性能。材料的選擇主要考慮如下方面：（1）.材料是否易得？（2）.成本有多少？（3）.防火及防腐蝕性如何？（4）.是否堅固？材料 特性石頭木材混凝土 鋼鐵材料是否易得易易較難較難成本低低較高高.防火及防腐蝕性較好低好好堅固度較高低高高橋梁模型制作：1. 自己設計并制作橋梁模型要求：制作一個主橋面長50cm的橋梁模型。橋的總質量不能超過100g。材料：卡片，紙，繩，鐵絲，膠水等。評價標準：(1）橋梁的堅固性（可以用橋面上放重

6、物的方式）。（2）.造型是否美觀。2. 組成小組進行比賽目的：建造一個接近實際的橋梁要求：由人數(shù)相同的小組在相同時間進行比賽，橋長4-8米，寬不限，建成的橋至少能承受一個人的重量。并由指導教師進行小組評比。橋梁模型制作指導大綱一、意義橋梁承重結構模型是全國模型競賽中最具挑戰(zhàn)性的項目，從模型的設計、制作、實驗到競賽的整個過程始終體現(xiàn)了對青少年成長有著深遠意義的科學教育觀，開展此項模型活動可以有機地和教育課程改革相結合，是拓展型課程和研究型課程的極好題材。二、制作材料的規(guī)定1、整體結構的制作須使用桐木條,其規(guī)格在2毫米2毫米至3毫米3毫米之間(誤差為+0.1毫米),由運動員自行選擇.2、結構設計規(guī)定(具體規(guī)定)3、結構制作規(guī)定 (1) 木條的連接使用膠水粘接完成 (2)結構中的