身边的拱形结构之探-岱山实验学校欢迎您

1、身边的拱形结构之探-岱山实验学校欢迎您身边的拱形结构之探原六(3)班欧阳伊律每次驱车通过舟山跨海大桥时，我不禁为跨海人桥的壮观所震撼。震撼于那神奇的钢结 构设计，可它为什么不造成像中国百年名桥赵州桥那样精致复古的拱桥呢？是不是拱形结 构有些缺陷呢？它又是如何让赵州桥屹立千年而不倒呢？带着这些疑问，我展开了一系列 的研究与实验。研究课题：拱形与普通的平行桥面相比，抗弯曲的性能提高了吗？实验一：拱形与平行相比，抗弯曲能力的强弱。1、准备好一块30cm直尺、一支铅笔、一张a4硬纸板、一把剪刀、十本书、一个胶卷 盒、六十个垫圈。2、用直尺在纸板上画出三条30cm长、3cm宽的长条形状，用剪刀剪下來。3

2、、在桌了上堆起同样高的两摞书，间隔20cm。把一条长条形状的纸板放在两摞书中。 架一朋笔肓的桥梁，两边川书压住、固定。4、把胶卷盒放在“桥”屮间，胶卷盒屮逐渐放垫圈，玄到纸桥倒塌，并把硬币个数记 录下来。5、取另-条长纸板做成拱形，支撑在原來的桥下面。再把胶卷盒放在“桥”的中间，胶卷盒屮也逐渐放垫圈，玄到纸桥倒塌，并把渠圈个数记录下來。6、取两条长条形状的纸板，重叠在一起，架一座笔直的桥梁，把胶卷盒放在“桥”中间，胶卷盒中逐渐放垫圈，直到纸桥倒塌, 并把垫圈个数记录下来。7、再取三条长条形状的纸板，重叠在一起，架一座笔直的桥梁，记录把纸桥压塌的热 圈个数。图示如下：我把实验过程中的数据记录下来

3、，统计如一f：垫圈个数一张平行纸两张平行纸三张平行纸第一次236第二次247第三次246平均数746结论增加了纸的厚度，抗弯曲能力是僉增强。但是改2 更加能够增强抗弯曲能力，而且比较节为材料.在实验的过程中，我明显发现纸拱的承重能力是比平行纸来的强，我的脑海里乂冒出了 一个新的问题，纸拱的支撑力来源于哪里呢？于是我又做了一个新的对比实验。实验二：做拱足有支撐与没支撑拱的对比试验。如图所示：从原先单-一的一条拱来看，受到外力之后，力从中间向拱足传递，由于拱足 外没力支掠物，因此在失去了书木的支掠后，拱的承重能力大大下降。而只要抵住了拱 足，在外血加上支撑物，那么这个支撑物就能把拱的外推力抵住，从

4、來捉高了拱的抗弯曲 能力。看来拱的底部就是拱力量的主要来源。为什么会这样呢？我翻看了六年级上册的科 学书，得到了证实。拱形承重时能把压力向下向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤 压，结合得更加紧密，拱形受压会产生一个向外推的力，抵住这个力，拱就能承载很大的 重量。看來拱的优势及原理已经找到了答案。但“跨海大桥为什么不使用拱形结构”这个问题 还困扰着我。经过老爸的点拨，我终于乂找到了一些蛛丝马迹。原因其实很简单。如果拱 形的跨度过大会导致弧度过大，以致于车辆上坡困难。而r如果一条拱跨度过大，那么势 必中间的部分渐渐又变成了平彳亍，这样没有一个很好的支撑部分，就无法承受过人的重 力。而斜拉桥则可

5、以很好的避免这个问题，再则说來，拱形是一种推力结构，対地基 的耍求较高，遇上海上风浪大，拱形的 缺陷显而易见，而冃还会增加工程的造 价。综上所述，拱形结构有利也有弊， 应当取长补短，利用它的优点，在一些 比较短距离的河道间采用拱形桥，既美观乂牢固。这样的拱桥我们可以看到：用到了连续几个拱，來增加跨度。一般的单拱桥，都只令几 米宽的河道上。在|h|过來看一下我们舟山的跨海大桥，那个横跨而，就不是拱形桥所能达到的长度to看來，每一种不同的结构设计都有它不同的作用呀。经过这几次实验我不仅初步了解了拱形结构的一些基本特征和应用，还感受到了科学辩证的方法以及实验带來的巨大乐趣。纵观我们身边，拱形的利用对以说是非常普遍。比如我们很多的屋顶、窗框，甚至是一些农民的蔬菜大棚结构，都是拱形，科技和个活的结合是多么完美和重要呀。footsopil 吐扁平足用除此之外，在自然界，还有很多的生物，他们在自然的选择屮，也采用了拱形的身体结 构来保护自己。就说我们人吧，我们有拱形的拱足，来承受我们全身的重量，让我们行走 轻便自如。也有一些人没有发育好，或者由于一代代的遗传，是平足的话，那么多走路就 会比较累了，不信，你可以去问问身边的平足朋友呢。很多鞋子的设计，也是利用了足弓的特征，采用拱形的鞋底，这样可以使人们穿着舒 适。看來，在设计上，