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第 5章第 2节 桥梁的结构与制作
1. 某桥梁的主梁直接承受车辆和行人荷载，并将这些力传递到桥墩，桥墩再将力传至地基。
请问该描述中未涉及以下哪个桥梁组成部分（ ）
A. 主梁 B. 桥台 C. 桥墩 D. 缆索
2. 赵州桥是我国古代石拱桥的杰出代表，其在桥梁两端各设置了两个小拱（敞肩拱）。这种
设计的主要目的是什么（ ）
A. 增加桥梁的美观性 B. 减轻桥梁自重并提升泄洪能力
C. 提高桥梁的通行速度 D. 方便施工建设
3. 悬索桥在荷载作用下，缆索主要承受哪种类型的力？桥塔主要承受哪种类型的力（ ）
A. 拉力；压力 B. 压力；拉力 C. 剪力；扭力 D. 扭力；剪力
4. 与悬索桥相比，斜拉桥在结构性能上的一个显著优势是什么（ ）
A. 造价更低 B. 施工更简单
C. 适用于更大跨度 D. 在荷载作用下结构形变更小，抗风能力更强
5.“胜哥”在“桥梁模型的制作与探究”的工程实践活动中，选用了如图所示的模型材料，
这些材料最适合制作的桥梁模型是（ ）
A．斜拉桥模型 B．拱桥模型 C．桁架桥模型 D．悬索桥模型
6. 进行桥梁结构设计时，以下哪项不属于必须考虑的主要因素（ ）
A. 桥梁的颜色 B. 跨度 C. 荷载 D. 成本
7. 某同学制作的桥梁模型在承重测试中，跨中部位发生了明显的向下弯曲并最终断裂。请
问此现象最能说明模型在哪个方面存在不足（ ）
A. 桥台不够宽 B. 主梁的抗弯强度不足 C. 桥墩高度不一致 D. 材料颜色不鲜艳
8. 拱桥在承受竖直向下载荷时，其拱圈主要承受什么力？两端的基座除了承受竖直向下的
压力外，还承受什么方向的力（ ）
A. 拉力；水平推力 B. 压力；水平推力 C. 剪力；扭力 D. 扭力；剪力
9. 在“用木板和绳子模拟悬索桥”的实践活动中，为什么要求同学紧紧拉住绳子的两端（ ）
A. 为了让桥面更平整
B. 为了增加活动趣味性
C. 为了提供足够的预应力，使缆索能够承受荷载产生的拉力
D. 为了防止木板滑动
10. 工程师在设计大跨度桥梁时，常常采用桁架结构作为主梁。与实心梁相比，桁架梁的主
要优点是什么（ ）
A. 外观更漂亮 B. 用更少的材料实现较高的强度和刚度
C. 施工速度更快 D. 防水性能更好
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11．在桥梁模型制作中，为什么在正四边形框架中加入斜杆（斜拉加强杆）后，结构会变得
异常牢固（ ）
A. 增加了材料的用量 B. 将四边形分割成了三角形，提高了结构稳定性
C. 改变了材料的颜色 D. 减少了连接点数量
12．如图为“胜哥”所画的悬索桥结构示意图，以下关于该桥各构件主要受力形式分析不正
确的是（ ）
A．设计中计算应力时应考虑各种可能的荷载
B．施工中擅自加长桥面可能对桥梁产生不利影响
C．主索受拉，吊索受拉，塔柱受压
D．刚性梁受弯曲，锚碇受压
13．我国是桥梁建设大国，在桥梁设计与施工中，钢梁的“下垂量”（即竖向位移）是必须严
格控制的关键指标，直接影响结构安全、行车舒适与长期耐久。如图甲所示，钢梁向下弯曲
偏离水平位置的距离 h 叫下垂量。
小科和小金通过分析桥梁结构作出如下两个猜想：
①钢梁的下垂量 h可能与钢梁所受到的压力 F有关。
②钢梁的下垂量 h可能与两个支撑柱的间距 s有关。
为了验证猜想，他们进行了如下实验：
（1）图乙是小金探究“一根钢梁的下垂量 h与钢梁所受的压力 F的关系”时，画出的下垂
量 h与所受压力 F关系的图线，根据图线可知，当压力为 5000N时，下垂量是 cm，
根据图像可得出结论： 。
（2）小科想探究“一根钢梁的下垂量 h与两个支撑柱的间距 s 的关系”，实验过程中，他
应该控制 不变，改变两个支撑柱之间的距离 s。
（3）小金发现将钢梁压制成图丙的倒“V”字形后，能承受更大的压力，请你就这一现象
提出一个合理的猜想：钢梁能承受的最大压力可能与 有关。
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答案
1. D 2. B 3. A 4. D 5.C 6. A
7. B 8. B 9. C 10. B 11．B 12．D
13．（1）8；在其他条件相同时，钢梁的下垂量 h 与所受压力 F成正比；（2）钢梁所受的压
力（F）；（3）钢梁的形状。
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第5章 建筑结构与工程
各种事物都具有结构，如原子的结构、细胞的结构、人体的结构、建筑物的结构、宇宙的结构等。在工程上，为了实现特定的功能，需要设计并制造具有独特结构的装置。
我们如何认识结构及
其影响因素？如何进行简
单的结构设计？
第2节 桥梁的结构与制作
连通香港、珠海、澳门的港珠澳大桥，是至今为止世界上最长的跨海大桥，极大地缩短了三地之间的距离。那么，桥梁有什么特征？为什么桥梁不仅能够支撑起自身的重量，而且还能够承载未来往往的车辆？
二课时
第2节 桥梁的结构与制作
课程目标：
了解桥梁的基本结构与类型
理解桥梁的受力原理
掌握桥梁设计与制作的基本流程
能够制作简易桥梁模型并进行测试
一、桥梁的结构
桥梁的基本结构：主梁、桥墩、桥台等组成。
主梁直接承受自身重量以及车辆等的重量。
桥墩承受主梁向下的力并将力传到基座。
桥台指桥的两端起支撑作用的部分。
分为梁式桥、 拱桥、 悬索桥、 斜拉桥等。
梁式桥是指采用梁或桁架作为主要承重结构的桥梁。简单的桥梁直接把主梁的两端架在桥台上。
梁式桥
许多杆件在其端点处相互连接起来，成为三角形的结构，这种架构称为"桁架"。桁架桥是指用桁架梁作为主要承重结构的桥梁，是一种加固了的梁式桥。
拱桥
拱桥是用拱圈或拱肋作为桥身主要承重结构的桥。
赵州桥是我国古代石拱桥的杰出代表，为单孔敞肩石拱桥。赵州桥在桥梁的两端各设置两个小拱（敞肩拱），减轻了桥自身所受的重力，提升了泄洪能力。
京杭大运河上始建于明朝的拱宸桥也属于拱桥。
悬索桥
悬索桥通过索塔悬挂缆索，并将缆索锚固于两岸（或桥两端），从缆索上垂下吊杆，吊住桥面主梁。
主跨达900m的湖北四渡河大桥，是目前在深山峡谷里修建的全球最长的悬索桥。
斜拉桥
斜拉桥是将主梁用多根拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁。斜拉桥由承受拉力的桥塔、拉索和主梁组成。
北盘江第一桥，跨越云、贵两省交界的大峡谷，为全球最高的斜拉桥。
拉索
主梁
桥塔
你走过或看到过哪些桥梁？请列举梁式桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等各一座，写出桥梁的名称和结构特点。
二、桥梁的受力
荷载：桥梁自身重力 + 外部重力
梁式桥受力：主梁弯曲产生向上的弹力支撑梁上的物体。
拱桥受力：荷载传递至两端，基座既受到竖直向下的压力，也受到水平方向的力 。
1. 利用一块木板、绳子、书建造一座悬索桥。
2. 把两张椅子背对背地放置，在椅子的靠背上拉两根绳子，两端让同学用手拉住。
3. 在两根长绳之间系上三段绳子，然后在上面放上一块木板。
4. 请同学紧紧拉住绳子的两端，然后往木板上加书，看看究竟能够堆多少本书。
5. 想一想：为什么绳子的两端必须拉紧？
答：拉紧是因为拉力是悬索桥能够承受荷载的关键。拉力不足会导致桥面坠。
悬索桥的受力
荷载：桥梁自身重力 + 外部重力
悬索桥用悬挂在两边索塔上的缆索作为主要承重结构。在两岸修筑巨大的锚碇结构来固定缆索的两端。桥面主梁通过吊杆吊在缆索上，在竖直方向荷载作用下，通过吊杆使缆索承受拉力，支撑着桥的主梁。
斜拉桥的受力
荷载：桥梁自身重力 + 外部重力
斜拉桥将多根缆索的一端固定在索塔上，另一端拉着桥的主梁。荷载通过缆索传至索塔，再通过索塔传至桥的基座。
斜拉桥比悬索桥在荷载作用下的结构形变小，且其抵抗风的能力比悬索桥强。
斜拉桥
悬索桥
斜拉桥的索塔一般建造得很高，索塔建得高有什么好处？索塔是不是建得越高越好？
斜拉桥
答：索塔高的好处：拉索角度更陡，能更有效地分担荷载，提高桥梁跨度和结构效率。
不是越高越好。过高会增加材料成本、施工难度，并降低塔身稳定性，需综合考虑跨度和经济性。
建筑艺术
桥梁是人类文明的产物，作为科学、技术和艺术凝结成的建筑结构，它具有实用价值和审美价值。因此，一座桥梁不仅体现了技术方面的巧妙和精湛，也体现着桥梁与自然、桥梁结构与受力平衡的美。工程师以确定具有比例的简单几何形状（如圆形、方形、三角形等）作为基准，来控制建筑整体，特别是外形轮廓及各局部的设计构图，使其形成一定的有几何形状的结构，从而获得和谐美。
三、桥梁的设计与制作
桥梁设计考虑因素：跨度、荷载、安全性、强度、稳定性、适用性、成本。
结构设计必须遵循设计的一般过程，需经历若干环节。
桥梁模型的制作与探究
目标
依据条件设计和制作高承重、有创意的桥梁模型，对桥梁模型进行测试，并开展相关实验探究。
器材
过程
1. 确定标准。
依据选用的材料对桥梁的长度、宽度等基本参数设定标准，并填写到表5.2-1中。
表5.2-1 桥梁模型的建造标准 维度 长度/cm 宽度/cm 承重/N
标准
2. 设计方案。
依据配件或自选器材，设计桥梁的整体结构，绘制设计图。
3. 制作桥梁。
(1) 学习技术。
① 基本结构。直杆A为各接口间的连接杆。将2根直杆拼接后可作为非等腰直角三角形的斜边。将斜杆B作为等腰直角三角形的斜边。盖板作为桥梁中间的路面连接。
② 斜拉加强杆。正四边形
是一个很不稳定的形状，
在正四边形里加入斜拉加
强杆后，结构就会变得异
常牢固。
(2) 按照设计图纸组装、制作桥梁模型。
斜拉加强杆
4. 测试评价。
依据标准对桥梁的长度、宽度、高度、自重、承重能力等参数进行测量、评价，设计记录表格，将结果记录于表中。
问题讨论
桥梁模型的承重能力与哪些因素有关？请设计实验方案并进行实验，撰写实验报告。
答：和桥梁的材料、结构、制作工艺、跨度、厚度、形状等因素有关。
一、桥梁的基本结构
主要组成部分：主梁、桥墩、桥台。
主梁：直接承受自身及车辆等荷载。
桥墩：支撑主梁，将力传至基座。
桥台：桥梁两端的支撑结构。
二、桥梁的受力特点
荷载：桥梁自重 + 外部荷载（车辆、行人等）。
梁式桥：主梁弯曲产生向上弹力支撑荷载。
拱桥：荷载转化为压力，传递至两端基座（含水平力）。 悬索桥：缆索受拉力，通过吊杆支撑主梁。
斜拉桥：荷载通过拉索传至桥塔，再至基座。
三、桥梁设计关键因素
跨度、荷载、安全性、强度、稳定性、适用性、成本。
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2025年12月20日

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