杜瑞澤法學111 112224
摘要：橋是道路交通的重要組成部分，橋的建造的質量對道路交通有著重要的影響。我們小組同學利用模型的方法對橋的製作進行了探索和研究，以找到一種最堅固、最美觀同時又能節約原料的橋的製作方法。
我們用紙和膠水作為材料，進行了紙橋的製作，並進行了承重實驗，並對實驗結果進行了分析，最終得出了我們的結論。
關鍵詞：紙橋、結構、承重能力、美觀、模型
引言：改革開放以來，隨著我國經濟的快速發展，對道路交通的要求也不斷提高。而橋梁建設是道路交通中必不可少的部分。
在這一時期，我國的道路交通事業包括橋梁建設也在飛速發展，並對經濟的發展起到的促進的反作用，同時，我國河流縱橫，山脈丘陵地帶分布廣泛，城市人口和建築稠密，良田需要保護，這種種因素都會促成我國對橋梁建設的巨大需求。為了適應時代需要，我們進行了以研究和創新橋的製作方法為目的的實驗，用紙張做成橋的模型，以分析其強度和承重能力，最終找到最優的紙橋的製作方法。
1實驗方法
1.1準備工作
我們根據資料和自己的觀察研究和以及想象，設計了幾張不同的紙橋的圖紙。我們準備的材料有a4紙若干張、膠水；準備的工具有剪刀（對紙張、支架、橋面進行裁剪）、小刀（對剪刀不能完美裁剪的地方進行休整，使截面更加平整，保證支架與橋面之間、支架與底座之間、支架與支架之間的粘連的穩固）、尺子（對紙橋的各個部件進行精確測量）、天平（測量紙橋的重量、測量紙橋可以承受的物體的重量，從而測定紙橋的承重能力）。
1.2紙橋製作
紙橋的製作並不是一件簡單的事情，很多細節要注意並小心操作，一旦不注意就會導致部分甚至全部的工作需要重做。我們根據橋的圖紙，首先推算出這個紙橋需要21根紙管。我們將紙捲成紙管，並在紙管的捲成的部分塗上膠水，將紙管固定。
但是，在這個最簡單的環節也出現了問題。由於紙管是由我們三個小組成員分別完成的，所以大家捲成的紙管的粗細並不完全一致，有些甚至還存在著較大的差異。而如果用這些粗細不同的紙管來做橋的話就會產生嚴重的不良後果。
紙管是我們做紙橋最基本、最重要的元件。橋面、支撐面（橋墩）、支撐管等均有紙管或主要由紙管製成。如果支撐管粗細不均的話，會使橋面和支撐面厚度不一致，同時也會影響橋面和支撐面的穩固性，導致紙橋的質量收到嚴重影響，不利於最後的實驗結論的正確得出。
考慮到這些因素，我們挑選出一部分粗細程度基本一致的紙管，並以此為樣本，作出了其餘的符合要求的紙管。
做完所有的紙管後，我們家下來進行的是橋面的製作工作。橋面由兩層組成，其中第一層由七根紙管組成，第八根由八根紙管組成。每層的製作方法是，首先將紙管緊緊地並列排放，中間盡量不留空隙。
然後將一張紙的中間寬度與紙管並列排放後的寬度一致的部位塗上膠水，再將紙管粘在上面。最後，把紙管的兩側的紙也塗上膠水，並將它們向紙管的一側摺疊，最後達到把這一排紙管固定地包在這張紙中的效果。兩層都製作完成後，將七根紙管組成的那層橋面放在上面，將八根紙管組成的橋面放在下面，最後將它們粘在一起，這樣橋面就最終完成了。
下一步要做的是支撐面（橋墩），將七根紙管用製作橋面的辦法粘在一起，然後用剪刀在中間部位把它剪開，形成兩個長度完全一致的支撐面（橋墩）。然後用剪刀和小刀對支撐面的橫截面進行修理，已使它們完全平整，以起到平穩的支撐作用。
接下來要做的是很具有難度和需要耐心的工作，我們要進行比較精確的計算和細緻小心的手工操作。根據我們的設計圖紙，支撐管和支撐面的角度大約為四十度左右。經過測量，支撐面的長度大約為11.
5厘公尺，所以根據計算，支撐管的長度應為16.9厘公尺，支撐管底部到支撐面的距離為7.5厘公尺。
然後，為了使支撐面、橋面和支撐管之間具有更強的粘合性和穩定性，我們專門製作了兩根比較粗的紙管，其長度略微長過支撐面的寬度。然後我們將這兩根紙管分別粘在兩個支撐面的頂端。下一步是底座的製作。
將一張紙縱向對折，然後橫向對折後展開，留下中間的印記，並畫出中間線。然後由紙的兩側分別向中間捲起紙管，至紙管與中間線相距大約7.6厘公尺（支撐管底部到支撐面的距離）時停下，並用膠水粘住。
這樣底座就做好了。當然也是一式兩份，這樣的底座需要建造兩個完全一樣的。接下來，就是將底座、支撐管、支撐面粘在一起的工作。
每個支撐面需要與乙個底座和四根支撐管粘在一起。支撐管的上端與支撐面的粘結處在支撐面頂端的紙管上，支撐管下端與底座的紙管和底座本身均有粘結。支撐面的每一側都有兩根平行的支撐管，支撐管的對面在同一平面內也有一根支撐管與之相對。
昨晚這一步後，紙橋的製造就接近了尾聲。最後一步是，把橋的三個主要的部件，乙個橋面和兩個支架（即由支撐面、支撐管和底座組成的部分）粘在一起，完成整座紙橋的製作。在兩個支撐面頂端的紙管上塗上足量的膠水，然後將兩個支撐架平行地放置在桌面上，兩者隔開大概8厘公尺的距離，然後將橋面平穩地放置在兩個支撐架上，粘合好之後，這座橋就最後完成了。
這樣，我們做好了自己的紙橋，下面是紙橋的資料 ：、
紙橋的資料
接下來，我們做了紙橋的承重能力的實驗，我們將一本重約500g的書放在橋上，發現橋的狀態良好，為出現變形。然後，我們逐漸增加書的數量，當增加到四本書的時候，紙橋開始嚴重變形，呈現出收到擠壓的不良狀態。我們將此時的書在天平上側重，發現這些書的總質量約為1.
5千克，所以得到這種紙橋的承受能力約為1.5千克的結果。
2結果與討論
除了這種紙橋之外，我們組還利用數量相當的紙張造了一些其它型別的紙橋。上述的紙橋是利用三角形支撐來提供橋的承重能力的，那麼相同情況相下其它的紙橋又具有怎樣的承重能力呢？
據分析得出的結論，圓形的紙橋的承重能力大於三角形的紙橋的承重能力，三角形的紙橋的承重能力又大於正方形的紙橋的承重能力。
要分析紙橋的承重能力的問題，那麼首先要弄清楚的問題就是紙橋能夠承重的原理。其原理是利用之橋上的各種錐形、三角形、圓柱以及一些承重力好圖形，來分散或間接抵消外來壓力。 物體的硬度或結構所能支撐的重量和本身的重量原本就沒有直接關係，重點是結構而不是本身重量。
思考橋梁設計中不可欠缺的「拉力」與「壓力」兩要素，如何發揮紙張優良「拉力」長處，克服「壓力」短處。靜力平衡：乙個系統想要到達靜力平衡，必須符合移動平衡以及轉動平衡兩項原則，才能維持在穩定的平衡狀態。
平衡狀態：物體的平衡狀態總共分成穩定、不穩定與隨機平衡三種，基本上重心的位置越低，平衡後的穩定度越高。
另外，我們還必須具備的基礎知識是，壓力是指垂直壓在物體表面上的力，壓強是物體單位面積受到的壓力。固體的壓強跟受力面積有關，截面積對壓力有直接影響，截面積越大，壓力越小，向上拱起的物體最能承受外來的壓力，它的強度要比沒有拱起時大。所以，拱形橋的結構是承重能力最強的一種橋。
紙拱橋這種抵抗靜態外力的本領，就叫靜強度。雙曲拱比單曲拱能承受更大的載荷，主要是因為雙曲拱不僅在乙個方向上呈拱形，而且在與其垂直的另一方向也呈拱形。自行車的擋泥板就是這種雙曲拱形的。
當它受力時，力使沿著兩個拱的方向更均勻地傳遞；某一區域性受力過大時，雙曲拱能迅速自行調整平衡，使整個雙拱曲不會因區域性受力過大而損壞。這種橋的優點是造價低，載重負荷大，施工方便，節省材料。巨集偉的南京長江大橋的公路引橋便是這種雙曲拱橋。
3.結論
做了紙橋的製作與受力分析的實驗，並對其結果進行分析與討論後，我們對紙橋的原理和紙橋的結構以及它們對紙橋的承重能力的影響有了新的認識。在歷史和現代，人類造出了數量眾多的，形態各異的橋。在改革開放以來的當代中國，中國的橋梁建設更是有了質和量的雙重的跨越式發展。
而近現代新造出的橋也沒有統一的規格，但大多數的巨集偉大氣的橋都發揮著實際的重要作用。可見，橋梁建設時採取何種結構，要考慮多重因素，既要考慮材料，跨度，承重能力的要求，也要考慮美觀等各方面因素，因地制宜，才能造出卓越的橋。而我們用一學期進行的紙橋製作實驗所得到的結論是，平面的橋如果採用三角形的支撐的話會獲得較好的承重能力，但是在同等條件下拱形橋的承重能力還要超過三角形支撐的平面的橋的承重能力。
橋的承重能力是與其結構有著重要的直接的聯絡的。
參考文獻
【1】 於月民 ，《材料力學》[m]，北京，中國電力出版社，2023年，158頁。
牢固的紙橋
本節科學探索活動，讓孩子通過實驗主動 出紙橋的承重本領和橋面形狀之間的關係，讓孩子在實踐中得到真知。並層層遞進的發現紙橋的承受能力的變化。在實驗中，我始終能夠選擇恰當的 有效的教學方法，重視提公升孩子的科學能力，教學中積極激發興趣，通過蒐集 整理 實踐等一系列活動，讓孩子主動參與探索的全過程。有效地...
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