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第5章 建筑結構與工程
第2節 橋梁的結構與制作
八上科學 ZJ
1.了解橋梁的組成及受力特點。
2.知道橋梁的分類及生活中橋梁的典型代表。
3.能夠設計和制作滿足需求的橋梁，同時考慮安全性、穩定性等，
發展科學思維。
1.橋梁的組成：現代的橋梁多采用強度大的鋼材來建造。如圖所示，
常見的橋梁一般由主梁、橋墩、橋臺等組成。主梁直接承受自身重
力以及車輛等的重力，橋墩承受主梁向下的力并將力傳到基座，橋
臺指橋的兩端起支撐作用的部分。
2.橋梁的分類
分類 介紹 特點 圖示
梁式 橋 梁式橋是指采用梁或 桁架梁（桁架：由許 多桿件在其端點處相 互連接起來，成為三 角形的結構，這種架 構稱為“桁架”。 結構相對簡單，主 要由橋面、梁和支 座組成。梁是橋梁 的主體，直接承擔 橋梁的荷載，結構 清晰，易于理解和 設計 __________________________________________
分類 介紹 特點 圖示
梁式 橋 桁架橋是指用桁架梁 作為主要承重結構的 橋梁，它實際上是一 種加固了的梁式橋。 _____________________________________） 結構相對簡單，主 要由橋面、梁和支 座組成。梁是橋梁 的主體，直接承擔 橋梁的荷載，結構 清晰，易于理解和 設計 __________________________________________
分類 介紹 特點 圖示
梁式 橋 作為主要承重結構的 橋梁。在結構簡單的 橋梁中,工程師直接 把主梁的兩端架在橋 臺上 結構相對簡單，主 要由橋面、梁和支 座組成。梁是橋梁 的主體，直接承擔 橋梁的荷載，結構 清晰，易于理解和 設計 __________________________________________
分類 介紹 特點 圖示
拱橋 拱橋是用拱圈或拱肋 作為橋身主要承重結 構的橋 減輕了橋自身所受 的重力，提升了泄 洪能力。拱橋造型 優美 _______________________________________
分類 介紹 特點 圖示
懸索 橋 懸索橋通過索塔 懸掛纜索，并將 纜索錨固于兩岸 （或橋兩端）， 從纜索上垂下吊 桿，吊住橋面主 梁 最大特點是能 夠跨越非常大 的跨度，通常 適用于河流、 海灣或峽谷等 寬闊地形 ________________________________________
（2016年建成通車的、
主跨達 的四渡河大
橋，是目前在深山峽谷
里修建的全球最長的懸
索橋）
分類 介紹 特點 圖示
斜拉 橋 斜拉橋是將主梁 用許多根拉索直 接拉在橋塔上的 一種橋梁。斜拉 橋由承受拉力的 橋塔、拉索和主 梁組成 斜拉橋適用于 跨越較大的水 域或地形，斜 拉橋的結構相 對簡單，直接 連接主梁和索 塔，施工和設 計較為靈活 _______________________
（2016年建成通車的主
跨達 的北盤江大
橋，跨越云、貴兩省交
界的大峽谷，為全球最
高的斜拉橋）
典例1 下面橋梁類型是梁式橋的是( )
D
A. B.
C. D.
解析：梁式橋是指采用梁或桁架梁作為主要承重結構的橋梁。梁式橋
結構簡單，適用于跨度小且交通量較小的場合。拱橋是用拱圈或拱肋
作為橋身主要承重結構的橋，常見的有圓拱橋、扁拱橋、等截面拱橋
等。斜拉橋是指通過斜拉索將橋面懸掛在橋塔上的橋梁，適用于跨度
大的場合。懸索橋通過索塔懸掛纜索，并將纜索錨固于兩岸。由以上
可知，選項A是斜拉橋，B是拱橋，C是懸索橋,D是梁式橋。
1.荷載：我們把橋梁本身受到的重力以及它承載的車輛、行人等的
重力統稱為荷載。
2.橋梁受力的情況
分類 特點 圖示
梁式橋 的受力 在荷載的作用下，橋的主 梁受到向下的作用力發生 形變而向下彎曲，主梁就 產生向上的彈力，支撐著 梁上的物體 ______________________________________________
（受力明確，梁式橋的受力主
要通過梁的抗彎能力來實現）
梁式橋的受力圖
分類 特點 圖示
拱橋的 受力 拱橋在豎直方向荷載作用 下，對整座橋產生了一個 指向橋臺的擠壓的力，把 橋的拱部緊緊地擠壓在一 起。橋的拱部把受到的荷 載傳遞至拱形結構的兩 端， ____________________________________（拱橋的主要
承重結構是拱圈。當橋梁承受
荷載時，拱圈通過其彎曲的形
狀將荷載轉化為沿拱圈的軸向壓力。
拱橋的受力圖
分類 特點 圖示
拱橋的 受力 因此，基座不僅受到豎直 向下的壓力，也受到水平 方向的力。從而，兩側基 座會給拱形結構施加反作 用力，即豎直向上的支持 力和水平方向的力 拱橋的拱頂部分通常集中較大
的壓力，而拱腳部分則承受較
大的水平推力）
分類 特點 圖示
懸索 橋的 受力 懸索橋用懸掛在兩邊索塔上的纜索作為 主要承重結構，并在兩岸修筑巨大的錨 碇結構來固定纜索的兩端。橋面主梁通 過吊桿吊在纜索上，在豎直方向荷載作 用下，通過吊桿使纜索承受拉力，支撐 著橋的主梁 _________________________________________
懸索橋的受力圖
分類 特點 圖示
斜拉 橋的 受力 斜拉橋將多根纜索的一端固定在索塔 上，另一端拉著橋的主梁。荷載通過纜 索傳至索塔，再通過索塔傳至橋的基 座。與懸索橋相比，斜拉橋在荷載作用 下的結構形變小，且其抵抗風的能力比 懸索橋強 _________________________________________
斜拉橋的受力圖
典例2（1）對比如圖中兩種結構的橋，___的承重力更大（選填字
母序號）。
B
解析：對比題圖中兩種結構的橋，左圖A是梁式橋，右圖B是拱橋，
拱橋承重力更大。
（2）這種橋能承受更大壓力的秘密是___。
C
A.用料多
B.選擇了特別的材料
C.能分散壓力，抵住外推力
解析：拱形承載重量時，能把壓力向下和向外傳遞給相鄰的部分，
能分散壓力，抵住外推力，拱形各部分相互擠壓結合得更加緊密，
因此拱橋能承受更大的壓力。
1.橋梁的作用：人們設計和制作的結構是為了完成某種任務或滿足
特定的需要。橋梁的作用就是幫助人們跨越河流峽谷等自然屏障，
這就需要對橋梁的跨度、所能承受的荷載有一定要求。
2.結構設計考慮因素：在進行結構設計時，必須明確設計目標、需
要解決的問題和解決問題需要考慮的主要因素，同時還要考慮結構
的安全性、強度、穩定性、適用性、成本等。
3.結構設計的一般過程
橋梁模型的制作與研究
目標 依據條件設計和制作高承重、有創意的橋梁模型，對橋梁
模型進行測試，并開展相關實驗探究
器材 _______________________________________________________________________________________________________________________________________
教材第206頁
過程 1.確定標準。
依據選用的材料對橋梁的長度、寬度等基本參數設定標
準，并填寫補充到表中。
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過程 2.設計方案。
依據配件或自選器材，設計橋梁的整體結構，繪制出設計
圖。
______________________________________________________________________
過程 3.制作橋梁。
（1）學習技術。
①基本結構。直桿A為各接口間的連接桿，如圖甲。將2根
直桿拼接后可作為非等腰直角三角形的斜邊，如圖乙。將
斜桿B作為等腰直角三角形的斜邊，如圖丙。蓋板作為橋梁
中間的路面連接，如圖丁。
______________________________________________________________________
橋梁的基本結構
過程 ②斜拉加強桿。正四邊形是一個很不穩定的形狀，在正四
邊形里加入斜拉加強桿后，結構就會變得異常牢固，如
圖。
_______________________________________ ______________________________
（2）按照設計圖紙組裝、制作橋梁模型，如圖所示。
斜拉加強桿圖
橋梁模型圖
過程 4.測試評價。
依據標準對橋梁的長度、寬度、高度、自重、承重力等參
數進行測量、評價，設計記錄表格，將結果記錄于表中。
______________________________________________________________________
5.實驗探究。
橋梁模型的承重力與哪些因素有關 請設計實驗方案并進行
實驗，撰寫實驗報告
典例3 三名同學分別用一張16開的白紙和兩個相距 的橋墩搭
一座紙橋。能在紙橋上放棋子最多的是( )
B
A.把紙折成雙層
B.把紙折成“ ”形
C.把紙直接放平
解析：在這三種形狀的橋面中，“ ”形紙橋承受力最大，因為把形
狀變成“ ”形，不但改變了材料的厚度，也改變了材料的結構，大
大增加了材料的抗彎曲能力。

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