科技創新活動
題目紙質橋梁模型製作
年級專業： 2012級土木工程
班級： 1班（道橋方向
學生：宋海龍吳洪虎高大偉黃俊霖刑世樓
指導教師彭祖強
日期2023年1月21日
城鄉建設與工程管理學院
12級土木工程專業1班科技創新活動（3）任務書
——之紙質橋梁模型製作
1、橋梁模型要求：
（1）橋梁模型560mm，製作誤差不得超過10mm總寬度200mm，製作誤差不得超過5mm，可採用多種橋梁型式。
（2）橋面須是水平的。
（3）橋的製造必須保證假設小車的正常通過。假設小車的尺寸是長150mm寬100mm高50mm的平板小車。
2、材料要求：僅a4列印紙（不允許使用膠水及其他粘接材料）
3、載入方法：在橋梁跨中分級載入直至最大500g。每級荷載為100g，初級荷載為載入裝置自重。失效標準為：
（1）模型無法按照現場條件正確安裝就位；
（2）因模型的部件障礙或變形過大或模型發生破壞等原因，使得小車不能順利到達彼岸。
（3）橋梁在載入的過程中最大撓度超過20mm。
（4）超出正常允許情形的其它失效情況。
4、分組要求：全班32人分成6組，其中4組5人，2組6人。
5、模型載入時間：星期五上午10點10分開始。
6、評分標準：本活動以鍛鍊學生的創新思維及團結協作為目的，評分根據學生作品的創新性及在活動中的參與表現綜合評分。
橋梁範圍
560mm
500mm
立面圖 支承結構支承結構
100mm
小車範圍 50mm
橋梁結構
橫斷面圖
科技創新活動報告
——紙質橋梁模型設計
1、設計思路和特色的說明
1.1設計思路：利用平面桁架原理。
桁架是平面結構中受力最合理的形式之一。桁架由上弦、下弦、腹杆組成；腹杆的形式又分為斜腹杆、直腹杆；由於桿件本身長細比較大，雖然桿件之間的連線可能是「固接」，但是實際杆端彎矩一般都很小，因此，設計分析時可以簡化為「鉸接」。簡化計算時，桿件都是「二力杆」，承受壓力或者拉力。
由於橋梁跨度都較大，而單榀的桁架「平面外」的剛度比較弱，因此，「平面外」需要設定支撐。設計橋梁時，「平面外」一般也是設計成桁架形式，這樣，橋梁就形成雙向都有很好剛度的整體。有些橋梁橋面設定在上弦，因此力主要通過上弦傳遞；也有的橋面設定在下弦（比如現在比較多的高速公路橋梁採用這種形式），由於平面外剛度的要求，上弦之間仍需要連線以減少上弦平面外計算長度。
桁架的弦杆在跨中部分受力比較大，向支座方向逐步減小；而腹杆的受力主要在支座附件最大，在跨中部分腹杆的受力比較小，甚至有理論上的「零杆」。1.2特點：
（1）提高紙橋結構的穩定性。（2）提高紙橋受彎曲正應力的能力。（3）紙橋的上部分受壓，而紙橋的下部分受拉。
1.3紙橋製作原理：（1）利用了三角形的穩定性，做出了多個三角形截面。
而圓形的抗壓能力較好，所以利用了多條圓柱形成多個二力杆。（2）經過我們的測試，紙橋工作的時候，上面受到壓力，下面受到拉力。所以我們在紙橋的底面加上了一些三角形圓形支架增大了紙橋的抗拉能力。
2、**一覽
3、參賽組裡的分工及本此活動的心得體會
本次參賽的分工及心得體會此次紙橋製作只是大致地分工而已，我的主要工作是部分的手工製作。當然製作其中遇到問題時也會一起討論，畢竟三個臭皮匠賽過諸葛亮，五個成員一起議論的結果還是挺讓人滿意的。這樣的創新實踐活動給了我很深的感觸，讓我們再一次感受團隊合作的愉悅，更懂得如何融入團隊合作的工作中。
首先，我們為尋求設計思路在網上搜尋了不少**和**，然後從中選取一些好的設計和結合從課本學的知識得出初步的設計圖。如何讓a4紙做的桁架足夠堅固，大家一致認為是將之捲成實心。但是要卷得足夠實，還是挺挑戰我們手工的，嘗試幾次後才找到一種不錯的捲紙法。
一番周折，做完大小不一的桁架，才發現更大的問題還在等著我們。那就是「如何更穩固地連線各桁架？」，這讓我們討論很多次都沒有得出滿意的結果。
最後我們找到一條最好的途徑，就是用紙條**法。將桁架割成需要的形狀自然又是一場苦力活，但我們都是細緻地分工，效率還挺高的。
經過這次的製作，鍛鍊了我麼組員的動手能力，還培養了我們團隊合作精神。讓我學會更好地融入乙個團隊中，在其中提生自我。
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