桥梁建造 - DIY 学校项目，详细解释

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引言

桥梁是一种结构，用于承载道路、铁路或其他类似的东西跨越障碍物。但桥梁本身远比这复杂得多。它们的美在于其设计赋予它们的能力。事实上，建筑师和工程师现在已经能够设计出无需中间支撑的桥梁，人们通常称之为悬索桥。

如果你在学校，设计复杂的桥梁可能比较困难，但仍然有各种有趣的方法可以让你通过DIY桥梁项目来探索桥梁的世界。在这篇文章中，我们将讨论一个小型桥梁建造项目，你可以使用家中易于获得的材料来进行。

什么是桥梁？

桥梁是一种结构，允许你跨越障碍物，而不会显著影响其下方的路径。这里的第二点很重要。即使你可以建造不考虑下方情况的桥梁，但桥梁真正的美在于它允许上下通行。

在上图澳大利亚布里斯班的维多利亚桥的图片中，你可以看到水路交通如何在桥下通行。另一个很好的例子是伦敦塔桥，它可以打开，为船只提供通过的路径。

桥梁建造类型

我们可以根据多种因素对桥梁进行分类。根据结构，桥梁主要有五种类型。让我们快速浏览一下这些类型。

梁桥

梁桥可能是最简单的一种桥梁类型。它是一根简单的梁，放置在两端的两个支撑物上。你可以通过将一根冰棒棍放在两个瓶盖上制作这种桥梁的DIY模型。请看下图：

拱桥

拱桥正如其名。它呈拱形，通常中间没有支撑。粗略的示意图如下：

由于桥梁的全部重量都落在两端的支撑物上，因此支撑物必须坚固耐用。

拱梁桥

拱梁桥与拱桥非常相似。但是，它通过使用垂直拉索在中间进行支撑。

有趣的是，拱形结构通过连接拱的两端的加强弦保持原位。

悬索桥

悬索桥拥有所有桥梁中最优雅的设计。它们看起来像是一项建筑奇迹，尤其是当它们的大小增加到宏伟的比例时。金门大桥就是一个悬索桥的例子。

悬索桥的重量落在桥面上。桥面本身由支撑悬索的垂直吊索支撑。请注意，根据桥梁的大小，需要塔来支撑悬索。

桁架桥

如果你还没有上高中，你可能还不知道这一点。但是，当涉及到承重时，三角形是一个令人惊叹的形状。这是因为矩形或圆形在压力下会弯曲变形。但是，三角形将其承受的重量分散到两个方向，使其能够承受更高水平的应力。

桁架桥的设计利用了三角形的这种特性。虽然仅用文字很难描述它们，但下图将有助于阐明桁架桥的概念。

桁架是指由梁、筏等组成的框架，可以支撑桥梁或屋顶。在上图中，三角形由桁架构成，将桥梁的上部和下部连接在一起。

桥梁建造项目

现在让我们讨论一个简单的DIY项目，你可以自己动手建造一座桥。以下是您需要的东西。

所需材料

• 冰棒棍。

• 意大利面或面条。

• 一些热熔胶和热熔胶枪。

• 一些高度和重量相似的苏打水罐。

• 一些已知重量的物品。

在我们开始之前，请记住在成人监督下进行这些项目，因为热熔胶会造成烧伤。以下是步骤：

• 在笔记本上画一个粗略的设计图。你可以从简单的梁桥开始，一直到悬索桥或缆索桥。

• 通过将两个苏打水罐隔开几厘米来为你的桥梁创造一个位置。你将使用你的桥梁从一个苏打水罐跨越到另一个苏打水罐。

• 使用一根冰棒棍来制作梁桥。

• 使用面条/意大利面条来为你的悬索桥制作拉索。

• 尝试找出你还可以用家里的物品制作哪些其他的桥梁。

• 制作完桥梁后，就可以对其进行测试了。使用已知重量的物品来查看哪个桥梁可以承受多少重量。

• 将你的观察结果记录在笔记本上。

结论

桥梁是允许我们跨越障碍物的最非凡的建筑和工程成就之一。桥梁建造最好的部分是，如果桥下有路径，桥的存在不会阻塞它。伦敦塔桥就是这种能力的著名例子。桥梁根据多种因素分为各种类型。但根据它们的设计，我们可以将其分为几种主要类型，例如拱桥、梁桥、悬索桥等。其中，梁桥是最简单的。

人们可以使用冰棒棍、面条或意大利面条、热熔胶、火柴棍、苏打水罐和其他类似的简单物品，轻松在家制作桥梁的DIY模型。

常见问题

Q1. 除了上面提到的桥梁类型之外，再列举几种。

A1. 悬臂桥和斜拉桥是两种著名的桥梁类型，已经存在很长时间了。悬臂桥的设计在最初提出时是一项重大的工程成就。

Q2. 所有类型的桥梁都具有的最独特的特性是什么？

A2. 桥梁设计的坚固性和耐久性是最显著的特性。我们今天所知的桥梁设计，其提出时间远比人们想象的要早得多。然而，工程师们并没有对这些设计做出任何重大改变，原因很简单，这些设计是有效的。

Q3. 哪种类型的桥梁建造成本最高？

A3. 由于其跨度、塔的高度以及其他各种因素，悬索桥的成本最高。如今，建造一座悬索桥的成本很容易超过十亿美元。有趣的是，第一代悬索桥是用扭曲的草建造的。你可以从这个事实中看出这种设计的历史悠久。

Q4. 哪种类型的桥梁最坚固？

A4. 与其重量相比，桁架桥是最坚固的，即使它已经存在了几个世纪。

Q5. 最常用的桥梁建造类型是什么？

A5. 除非有特殊要求，否则梁桥是最常见且最简单的桥梁类型。