二、结构的强度

纸质桥梁模型设计作品设计者：华南师范大学附属中学学生 王越 贺达 钟令枢 梁悦丰指导教师：华南师范大学附属中学教师 林建一、明确设计目标制作一座尺寸符合要求，有一定承重能力，足够美观的桥梁模型，并从中体会设计与工艺的流程。二、形成初步的设计方案（一）收集整理信息，提出初步的设计方案我们组4位同学都提出了自己的方案。【方案一】王越同学建议选择双索塔的斜拉桥作为我们桥梁模型的结构类型。钢索斜拉桥由于其自身结构的优势，可以具有比梁式桥梁更大的跨度，而且十分具有美感。作为桥梁模型，制作过程的繁琐是其弊端。两个索塔的斜拉桥在跨度上的优势和在制作上的劣势同等明显。【方案二】贺达同学建议选取单索塔的斜拉桥作为我们桥梁模型的结构类型。由于减少了一个索塔，制作的过程较王越同学的简单，跨度上不如王越同学的双索塔斜拉桥大。【方案三】钟令枢同学建议制造一个椭圆拱桥，将椭圆的一部分嵌入地下，形成拱桥。这种设计的好处是无需考虑引桥的问题。【方案四】梁悦丰同学建议选取悬索桥作为我们桥梁模型的结构类型。悬索桥是当今跨度超过1 000 m的唯一桥梁结构类型，其对桥墩的依赖性甚至比钢索斜拉桥更小，而且具有很大的灵活性。（二）比较设计方案，确定最终设计方案经过反复讨论，我们决定制作悬索桥。由于技术和材料的限制，我们没有把悬索桥在跨度上的优势完全发挥出来，因此桥身的长度比较短小。但是考虑到桥的自重和索塔材料构成，悬索桥的特色已经得到了一定程度的展示。为了让没有地基的索塔保持直立，我们把主梁和索塔连接在一起，但真正拉起主梁的还是索塔。桥梁模型有关参数：桥身长度：33.5cm桥面宽度：8.5cm索塔高度：15.0cm桥面高度：7.5cm结构类型：悬索桥桥梁模型三视图：三、模型制作（一）材料选择出于节约资源的考虑，我们决定采用红酒木盒作为我们主梁和索塔的材料构件总数：主梁（桥面）1，索塔构件4，另有用吸管制成的索塔构件4。悬索采用铁丝制作，共有40条以上的铁丝投入使用。各个部分的连接用二合一黏合剂进行黏结，拉索与桥面的连接采用电工胶布。各构件示意图：（二）制作流程1.用铅笔、直尺在选定的红酒木盒上标出所需木料的尺寸；2.用铁板锯依据所绘直线锯出木料，并用砂纸将木料边缘磨平；3.在需要制作成桥面的木板边缘上，每隔1cm钻出一个小孔（共48个）；4.用二合一黏合剂黏接桥面和桥墩；5.用铁丝钳将铁丝剪出所需长度并加以固定；6.在6条主悬索上，依此用红、蓝、黄、绿4种颜色的电工胶布进行捆绑，避免已经固定的铁丝左右摇晃，同时做出彩灯的效果；7.在桥面用黄色、白色的电工胶布粘贴，做出“黄实线”的效果；8.在4个桥墩底部用紫色的电工胶布进行捆绑，进一步美化桥墩；9.在4个桥墩顶部用4条吸管连接，做出索塔的构件。 模型实物图：四、检测、优化和改进（一）试验检测及评估据测定，我们的桥梁模型在完全坍塌前可以承受接近一个正常体重的人的力，但桥身会出现摇晃和倾斜这是悬索桥自身结构的灵活性所带来的必然缺陷，也是真正的悬索桥在大风天气无法使用的原因。（二）改进建议桥梁没有能够避免悬索桥坚固性不强容易摇晃的弱点。我们认为可以通过加强索塔和主梁（桥身）的连接来增强桥梁的坚固性。同时，我们也注意到这种改进有可能破坏悬索桥灵活抗震的优点。五、我们的收获这次桥梁模型制作活动让我们对结构设计和制作工艺有了更进一步的认识，同时提高了通用技术和部分实用技术中常用工具的使用技巧。对于各种桥梁结构类型，我们也有了更深刻的认识。回顾整个桥梁模型的制作过程，我们认为最重要的收获莫过于团