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桥梁的结构与制作
考点一、桥梁的结构
1.桥梁组成部分及作用
(1)主梁：直接承受自身重力以及车辆等的重力。
(2)桥墩：承受主梁向下的力并将力传到基座。
(3)桥台：位于桥的两端起支撑作用的部分。
2.桥梁分类
按照结构和受力特点，可分为梁式桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等。
(1)梁式桥
①定义：采用梁或桁架梁作为主要承重结构的桥梁。在结构简单的桥梁中，工程师直接把主梁的两端架在桥台上。
②桁架：由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”(如图所示)。
③桁架桥：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。
(2)拱桥
①定义：用拱圈或拱肋作为桥身主要承重结构的桥。
②代表桥梁
赵州桥:我国古代石拱桥杰出代表，建于595~605年，为单孔敞肩石拱桥，跨度37.37m。在桥梁两端各设置两个小拱(敞肩拱),既减轻了桥身自重，又提升了泄洪能力。
拱宸桥:始建于明朝，位于京杭大运河上，也属于拱桥。
(3)悬索桥
①结构：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。
②代表桥梁：四渡河大桥,2016年建成通车，主跨达900m,是目前在深山峡谷里修建的全球最长的悬索桥。
(4)斜拉桥
①结构：将主梁用许多根拉索直接拉在桥塔上。由承受拉力的桥塔、拉索和主梁组成。
②代表桥梁：北盘江大桥,2016年建成通车，主跨达720m,跨越云、贵两省交界的大峡谷，是全球最高的斜拉桥。
典例1：（2026八上·丽水期末）紫金大桥是丽水市的地标性建筑，也是连接南北城区的交通要道，全长736.7米，主塔高107.6米，夜晚灯光尤为迷人。
（1）按照桥的结构和受力特点，紫金大桥属于____；
A．梁式桥 B．拱桥 C．悬索桥 D．斜拉桥
（2）建造大桥时重点要考虑桥的承重性能，因此修建桥面选择的主要材料是　 　(写出两种即可)；
（3）小科的梦想是成为一名优秀的桥梁设计师，将来为丽水再设计一座桥作为新的地标性建筑，你认为小科设计时，除考虑承重性能外，还需要考虑哪些方面 　 　(至少写出两种)。
变式1：（2026八上·黄岩期末）黄岩五洞桥具有独特的地方风格，成为这一带古代桥梁工程的代表作。按照结构和受力特点，五洞桥属于（　　）
A．梁式桥 B．拱桥 C．悬索桥 D．斜拉桥
变式2：（2026八上·余姚期末）如图所示，舜江楼前的通济桥曾是余姚市南北交通要道，有“浙东第一桥”之称。该桥梁属于下列哪种类型（ ）
A．拱桥 B．梁式桥 C．悬索桥 D．斜拉桥
变式3：拱形结构作为一种传统桥梁结构现如今仍在持续使，以下关于拱形结构说法错误的是（　　）
A．拱形桥用压缩代替弯曲，改善受力状态，提高承载能力
B．与钢筋桥梁相比，拱形桥跨度更大，更坚固
C．与钢筋桥梁相比，拱形桥养护费用少，节省大量钢筋水泥
D．拱形桥把受到的压力分解成向下向外的分散力，提高承重
考点二、桥梁的受力
1.荷载定义
桥梁本身受到的重力以及它承载的车辆、行人等的重力统称为荷载。
2.平衡原理
桥梁在荷载作用下不倒塌，是因为存在一个向上的力来平衡荷载产生的作用。
3.梁式桥的受力
在荷载的作用下，桥的主梁受到向下的作用力发生形变而向下弯曲，主梁就产生向上的弹力，支撑着梁上的物体。
4.拱桥的受力
(1)荷载作用效果：拱桥在竖直方向荷载作用下，对整座桥产生了一个指向桥台的挤压的力，把桥的拱部紧紧地挤压在一起。
(2)力的传递：桥的拱部把受到的荷载传递至拱形结构的两端。
(3)基座受力情况：基座不仅受到竖直向下的压力，还受到水平方向的力。
(4)基座对拱形结构的反作用力：两侧基座会给拱形结构施加竖直向上的支持力和水平方向的力。
5.悬索桥的受力
悬索桥用悬挂在两边索塔上的缆索作为主要承重结构，并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。
6.斜拉桥的受力
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。与悬索桥相比，斜拉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。
典例1：（2026八上·嘉兴期末）科技兴趣小组进行“桥梁模型的制作与探究”的工程实践活动(如图)。下列有关说法正确的是（　　）
A．该桥梁模型属于斜拉桥
B．斜杆利于增强桥梁稳定性
C．撤去竖杆不影响桥梁承重能力
D．承重测试时，桥梁发生形变就停止测试
变式1：如图所示为拱桥在拱顶受到竖直向下的压力时，拱的内部传递压力以及对基座作用力的示意图，其中正确的是 (　　)
A．
B．
C．
D．
变式2：通常情况下，关于悬索桥结构受力变形形式的分析，下列说法中不正确的是(　　)
A．悬索的主要受力变形形式是受弯曲
B．桥墩的主要受力变形形式是受压
C．桥面的主要受力变形形式是受弯曲
D．悬索的主要受力变形形式是受拉
变式3：（2026八上·嵊州期末）宋代的建造规范《营造法式》中记载，矩形木梁的横截面的高与宽比为 3∶2时承重能力最大，这个规范非常接近现代建筑学对梁的设计要求。用图甲所示的方式可以测试木材的承重能力(x表示中间位置的形变量)。木材的形变系数为 其中l为木材的长度，h和b分别为木材横截面的高和宽，F为加载在木材上的压力。
（1）两根用同种木材制成的木梁，长度、横截面积大小均相同，按图乙所示的两种方式使用，其中承重能力较强的是　 　(填数字序号)。
（2）为提高木梁的承重能力，可以在木梁上粘贴一层抗拉伸的材料，效果最好的粘贴位置是木梁的　 　(选填“顶面”或“底面”)。
（3）现代建筑设计要求木梁的形变量x不大于木梁长度的1/250，以保障房屋的安全。若一根木梁长为4m，横截面高为0.1m，宽为0.06m，所用木材的形变系数为 则该木梁的最大承重为　 　N。
1．世界上任何事物都存在结构，不同材料构成的结构其强度各不相同。下列材料最适合用于建造桥梁的支撑结构的是（　　）
A．木材 B．塑料 C．钢材 D．玻璃
2．斜拉桥的荷载通过缆索传至索塔，再通过索塔传至桥的基座。如图所示，从左到右四根缆索，对主梁的支承效果索塔最好的是（　　）
A．第1根 B．第2根 C．第3根 D．第4根
3．用同种材料制成相同横截面积、不同截面形状的构件，作为横梁使用时，强度最大的是(　　)
A． B． C． D．
4．（2026八上·永康期末）榕山长江大桥的贯通使长江上再增一条过江通道。桥面上的斜拉钢缆与桥面呈三角形结构，如图所示，这是利用了（　　）
A．三角形的对称性 B．三角形的稳定性
C．三角形的灵活性 D．三角形的全等性
5．（2026八上·义乌期末）下面的桥梁中，属于梁式桥的是（　　）
A．云南建水双龙桥
B．广东琶洲大桥
C．广西鹧鸪江大桥
D．贵州北盘江大桥
6．近几十年来，我国的基础建设一骑绝尘，被人们乐称为“基建狂魔”，桥梁建造是一个国家和地区基础建设的重要内容之一。学习了“桥梁的结构与制作”后，你认为下列说法中，正确的是（　　）
A．桥梁有梁式桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等，其分类依据主要是桥梁外观形状
B．桥梁的荷载只包括桥梁承载的车辆与行人的重量
C．桥的主梁在荷载作用下，上、下两侧均发生拉伸形变
D．析架的横杆、竖杆、斜杆三种杆件中，对析架的稳定性起决定作用的是斜杆
7．如图为某悬索桥的结构示意图，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
8．桥梁是一个国家科技水平和综合国力的重要体现。图甲是斜拉桥的结构模型简图，请在图乙中画出斜拉桥的受力图（B点是桥面的重心位置）。
9．如图所示为杭州的西兴大桥，又称钱江三桥，是连接杭州老城区与滨江、萧山两区及萧山国际机场的重要通道之一，是一座跨钱塘江的斜拉桥。斜拉桥的索塔一般都建造得很高，多根缆索的一端固定在索塔上，每根缆索的另一端拉着桥的主梁。
（1）与悬索桥相比，斜拉桥的突出优点是　 　.
（2）斜拉桥的索塔一般都建造得很高的好处是　 　。
（3）索塔的高度并不是无限增加的，因为其高度受到诸多因素影响，请写出索塔建造高度的影响因素：　 　(写出两方面因素即可)。
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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桥梁的结构与制作
考点一、桥梁的结构
1.桥梁组成部分及作用
(1)主梁：直接承受自身重力以及车辆等的重力。
(2)桥墩：承受主梁向下的力并将力传到基座。
(3)桥台：位于桥的两端起支撑作用的部分。
2.桥梁分类
按照结构和受力特点，可分为梁式桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等。
(1)梁式桥
①定义：采用梁或桁架梁作为主要承重结构的桥梁。在结构简单的桥梁中，工程师直接把主梁的两端架在桥台上。
②桁架：由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”(如图所示)。
③桁架桥：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。
(2)拱桥
①定义：用拱圈或拱肋作为桥身主要承重结构的桥。
②代表桥梁
赵州桥:我国古代石拱桥杰出代表，建于595~605年，为单孔敞肩石拱桥，跨度37.37m。在桥梁两端各设置两个小拱(敞肩拱),既减轻了桥身自重，又提升了泄洪能力。
拱宸桥:始建于明朝，位于京杭大运河上，也属于拱桥。
(3)悬索桥
①结构：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。
②代表桥梁：四渡河大桥,2016年建成通车，主跨达900m,是目前在深山峡谷里修建的全球最长的悬索桥。
(4)斜拉桥
①结构：将主梁用许多根拉索直接拉在桥塔上。由承受拉力的桥塔、拉索和主梁组成。
②代表桥梁：北盘江大桥,2016年建成通车，主跨达720m,跨越云、贵两省交界的大峡谷，是全球最高的斜拉桥。
典例1：（2026八上·丽水期末）紫金大桥是丽水市的地标性建筑，也是连接南北城区的交通要道，全长736.7米，主塔高107.6米，夜晚灯光尤为迷人。
（1）按照桥的结构和受力特点，紫金大桥属于____；
A．梁式桥 B．拱桥 C．悬索桥 D．斜拉桥
（2）建造大桥时重点要考虑桥的承重性能，因此修建桥面选择的主要材料是　 　(写出两种即可)；
（3）小科的梦想是成为一名优秀的桥梁设计师，将来为丽水再设计一座桥作为新的地标性建筑，你认为小科设计时，除考虑承重性能外，还需要考虑哪些方面 　 　(至少写出两种)。
【答案】（1）D
（2）钢筋、水泥、砂石等
（3）安全性、稳定性、适应性、成本、美观、强度等合理即可
【解析】（1）A.梁式桥是指采用梁或桁架梁作为主要承重结构的桥梁。在结构简单的桥梁中，工程师直接把主梁的两端架在桥台上；
B.拱桥是用拱圈或拱肋作为桥身主要承重结构的桥；
C.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；
D.斜拉桥是将主梁用许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。
（2）桥梁承重性能的关键在于材料的选择。常见的桥面材料需具备高强度、耐久性和抗变形能力；
（3）根据桥梁的使用环境和功能分析需要考虑的设计因素。
【解答】（1）斜拉桥通过斜拉索将桥面荷载传递到主塔，具有结构轻巧、跨度大的特点 ，根据图片可知， 紫金大桥上有大量的斜拉钢索，因此属于斜拉桥。
故选D。
（2）钢筋混凝土和钢材是桥梁建设的核心材料，具有抗拉性和抗压性， 常用于大跨度桥梁的桥面或支撑结构，故填：钢筋、水泥、砂石等。
（3）桥梁设计需综合考虑多方面的因素，包括但不限于安全性， 美观性 ， 环保性 ， 功能性等，故填：安全性、稳定性、适应性、成本、美观、强度等。
变式1：（2026八上·黄岩期末）黄岩五洞桥具有独特的地方风格，成为这一带古代桥梁工程的代表作。按照结构和受力特点，五洞桥属于（　　）
A．梁式桥 B．拱桥 C．悬索桥 D．斜拉桥
【答案】B
【解析】梁式桥：由直梁支撑，受力主要通过梁的弯曲承载，无拱形结构。
拱桥：通过拱形结构将荷载转化为沿拱圈的轴向压力，桥墩之间是拱跨。
悬索桥：通过主缆悬挂桥面，现代大型桥梁常见（如金门大桥）。
斜拉桥：通过斜拉索将桥面固定在桥塔。
【解答】根据图片可知， 黄岩五洞桥的拱形结构清晰可见，属于典型的拱桥设计， 能够分散荷载，适合石材建造。
故选B。
变式2：（2026八上·余姚期末）如图所示，舜江楼前的通济桥曾是余姚市南北交通要道，有“浙东第一桥”之称。该桥梁属于下列哪种类型（ ）
A．拱桥 B．梁式桥 C．悬索桥 D．斜拉桥
【答案】A
【解析】梁式桥是平直的桥面结构，悬索桥和斜拉桥都有明显的索塔和拉索。
【解答】拱桥的特点是通过拱形结构将荷载传递到桥墩， 由图可知，该桥为拱形桥。
故答案为：A。
变式3：拱形结构作为一种传统桥梁结构现如今仍在持续使，以下关于拱形结构说法错误的是（　　）
A．拱形桥用压缩代替弯曲，改善受力状态，提高承载能力
B．与钢筋桥梁相比，拱形桥跨度更大，更坚固
C．与钢筋桥梁相比，拱形桥养护费用少，节省大量钢筋水泥
D．拱形桥把受到的压力分解成向下向外的分散力，提高承重
【答案】B
【解析】桥梁的结构类型：1.梁式桥：以梁为主要承重结构，常见的有简支梁桥、连续梁桥等。简支梁桥的梁体两端分别支撑在桥墩或桥台，结构简单；连续梁桥的梁体连续跨越多个桥墩，受力更合理，行车更平稳。
2.拱式桥：利用拱的抗压性能来承重，拱脚处会产生水平推力。如石拱桥，历史悠久，造型美观；现代的钢筋混凝土拱桥和钢管混凝土拱桥，跨度更大，能适应更复杂的地形。
3.悬索桥：通过主缆、吊索将桥面荷载传递到桥塔和锚碇。主缆是主要承重构件，具有跨度大的特点，像我国的港珠澳大桥青州航道桥就采用了悬索桥结构，能满足大跨度通航需求。
4.斜拉桥：由塔柱、斜拉索和主梁组成，斜拉索直接将主梁的荷载传递到塔柱。斜拉桥造型优美，跨越能力较强，例如上海的南浦大桥。
桥梁的制造材料：1.钢材：常用于大跨度桥梁，如悬索桥、斜拉桥的主缆、塔柱、钢梁等。钢材强度高、韧性好，能承受较大的荷载和变形。
2.混凝土：包括普通钢筋混凝土和预应力混凝土。预应力混凝土通过预先施加应力，可有效提高桥梁的抗裂性能和承载能力，广泛应用于梁式桥、拱式桥等。
3.复合材料：如碳纤维复合材料，具有轻质、高强、耐腐蚀等优点，在一些特殊桥梁（如人行景观桥）的制造中开始尝试应用，未来有望进一步推广。
【解答】A、构件M和构件N在桥梁结构中，主要承受压力。所以它们应具备良好的抗压性能，该选项正确。
B、构件的横截面积并非越大越好。从力学角度看，横截面积过大可能会增加桥梁的自重，还可能造成材料的浪费，并且会影响桥梁整体的结构合理性等。所以“各主要构件都应该具备足够大的横截面积”这种表述错误，该选项不正确。
C、施工中擅自加长桥面，会改变桥梁原有的受力平衡，可能导致桥梁承受的力超出设计范围，对桥梁产生不利影响，该选项正确。
D、设计中计算最大荷载时，考虑各种可能的受力情况，才能保证桥梁在实际使用中安全可靠，该选项正确。故答案为：B。
考点二、桥梁的受力
1.荷载定义
桥梁本身受到的重力以及它承载的车辆、行人等的重力统称为荷载。
2.平衡原理
桥梁在荷载作用下不倒塌，是因为存在一个向上的力来平衡荷载产生的作用。
3.梁式桥的受力
在荷载的作用下，桥的主梁受到向下的作用力发生形变而向下弯曲，主梁就产生向上的弹力，支撑着梁上的物体。
4.拱桥的受力
(1)荷载作用效果：拱桥在竖直方向荷载作用下，对整座桥产生了一个指向桥台的挤压的力，把桥的拱部紧紧地挤压在一起。
(2)力的传递：桥的拱部把受到的荷载传递至拱形结构的两端。
(3)基座受力情况：基座不仅受到竖直向下的压力，还受到水平方向的力。
(4)基座对拱形结构的反作用力：两侧基座会给拱形结构施加竖直向上的支持力和水平方向的力。
5.悬索桥的受力
悬索桥用悬挂在两边索塔上的缆索作为主要承重结构，并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。
6.斜拉桥的受力
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。与悬索桥相比，斜拉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。
典例1：（2026八上·嘉兴期末）科技兴趣小组进行“桥梁模型的制作与探究”的工程实践活动(如图)。下列有关说法正确的是（　　）
A．该桥梁模型属于斜拉桥
B．斜杆利于增强桥梁稳定性
C．撤去竖杆不影响桥梁承重能力
D．承重测试时，桥梁发生形变就停止测试
【答案】B
【解析】根据斜拉桥的外形特征和图像进行分析，可知该桥不属于斜拉桥。
【解答】A、斜拉桥的特点：斜拉桥的主要特征是桥塔和高强度的斜拉索（钢缆）直接拉住桥面，图中没有桥塔和斜拉索，而是由斜杆和竖杆组成的桁架结构。因此，这不是斜拉桥，故A错误；
B、斜杆在桁架结构中形成三角形结构。三角形是几何中最稳定的形状，能够分散荷载并增强桥梁的抗弯和抗剪能力，即斜杆的存在可以防止桥梁在荷载作用下发生侧向变形或扭曲，从而提高稳定性，故B正确；
C、竖杆直接支撑桥面，承受垂直方向的荷载。如果撤去竖杆，桥面的荷载将完全由斜杆承担，这会改变力的分布，可能导致斜杆承受更大的压力或拉力，从而降低桥梁的承重能力，故C错误；
D、桥梁在荷载作用下会发生弹性形变（可恢复）或塑性形变（不可恢复）。轻微的弹性形变是正常的，但如果形变过大或出现塑性形变，可能预示结构即将失效，工程测试中，通常会在桥梁出现明显或不可恢复的形变时停止测试，以避免结构破坏或安全隐患，而不是发生形变就停止，故D错误。
故答案为：B。
变式1：如图所示为拱桥在拱顶受到竖直向下的压力时，拱的内部传递压力以及对基座作用力的示意图，其中正确的是 (　　)
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【解析】拱形承载重量时，能把压力向下和向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压结合得更加紧密。拱形受压会产生一个向外推的力，抵住了这个力，拱就能承载很大的重量。抵住拱足，能使拱的形状保持不变，拱就能承载更大的重量。圆顶形可以看成拱形的组合，它有拱形承载压力大的特点，而且不产生向外推的力。
【解答】拱形承载重量时，能把压力向下和向外传递给相邻的部分。A中把压力向下和向外传递，故A正确，而BCD错误。故选A。
变式2：通常情况下，关于悬索桥结构受力变形形式的分析，下列说法中不正确的是(　　)
A．悬索的主要受力变形形式是受弯曲
B．桥墩的主要受力变形形式是受压
C．桥面的主要受力变形形式是受弯曲
D．悬索的主要受力变形形式是受拉
【答案】A
【解析】构件的基本受力形式有：拉力：物体所承受的拉拽力；压力：挤压物体的力；剪切力：两个距离很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物体上的平行的力；弯曲力：作用于物体，使它产生弯曲的力；扭转力：反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力。
【解答】悬索的主要受力变形形式是受拉，而不是受弯曲。悬索桥的悬索通过两端的锚碇固定，承受来自桥面的竖向荷载，将荷载传递到锚碇，主要承受拉力，以保持结构的平衡。
故选A。
变式3：（2026八上·嵊州期末）宋代的建造规范《营造法式》中记载，矩形木梁的横截面的高与宽比为 3∶2时承重能力最大，这个规范非常接近现代建筑学对梁的设计要求。用图甲所示的方式可以测试木材的承重能力(x表示中间位置的形变量)。木材的形变系数为 其中l为木材的长度，h和b分别为木材横截面的高和宽，F为加载在木材上的压力。
（1）两根用同种木材制成的木梁，长度、横截面积大小均相同，按图乙所示的两种方式使用，其中承重能力较强的是　 　(填数字序号)。
（2）为提高木梁的承重能力，可以在木梁上粘贴一层抗拉伸的材料，效果最好的粘贴位置是木梁的　 　(选填“顶面”或“底面”)。
（3）现代建筑设计要求木梁的形变量x不大于木梁长度的1/250，以保障房屋的安全。若一根木梁长为4m，横截面高为0.1m，宽为0.06m，所用木材的形变系数为 则该木梁的最大承重为　 　N。
【答案】（1）①
（2）底面
（3）960
【解析】（1）本题考查形变系数公式的应用：根据公式 ，在木材材质（E 相同）、长度 l、横截面积 S=bh、加载力 F 相同的情况下，形变 x与 h3成反比，即截面高度 h 越大，形变 x 越小，承重能力越强。
（2）本题考查木梁受力形变的物理原理：木梁加载时向下弯曲，底面被拉伸、顶面被压缩，因此在底面粘贴抗拉伸材料，可有效增强木梁的承重能力。
（3）本题考查公式的变形与计算：将已知参数代入变形后的公式 ，计算木梁的最大承重。
【解答】（1）当矩形木梁横截面的高宽比为3：2时，承重能力最强，因此乙图的①承重能力最强。
（2）为提高木梁的承重能力，应在形变最大的位置粘贴一层抗拉伸的材料，由图甲可知，木梁的底面拉伸形变最大，所以应该贴在木梁的底面。
（3）当木梁的形变量等于木梁长度的时，木梁的承重最大。
木梁的最大承重为
故答案为：（1）①；（2）底面；（3）960。
1．世界上任何事物都存在结构，不同材料构成的结构其强度各不相同。下列材料最适合用于建造桥梁的支撑结构的是（　　）
A．木材 B．塑料 C．钢材 D．玻璃
【答案】C
【解析】不同材料的强度（抵抗破坏的能力）不同，桥梁支撑结构需要承受较大的荷载，因此材料需具备较高的强度、韧性等力学性能。
【解答】A、木材的强度较低，且易受腐蚀、虫蛀等影响，无法承受桥梁支撑结构所需的大荷载，故该选项错误。
B、塑料的强度和刚度都很低，不能满足桥梁支撑结构的受力要求，故该选项错误。
C、钢材具有较高强度、韧性和良好的力学性能，能够承受桥梁支撑结构的巨大荷载，故该选项正确。
D、玻璃质地脆，强度低，受外力易破碎，不适合用于建造桥梁的支撑结构，故该选项错误。
故答案为：C。
2．斜拉桥的荷载通过缆索传至索塔，再通过索塔传至桥的基座。如图所示，从左到右四根缆索，对主梁的支承效果索塔最好的是（　　）
A．第1根 B．第2根 C．第3根 D．第4根
【答案】A
【解析】斜拉桥缆索的受力特点：斜拉桥中，缆索与索塔的夹角越大，缆索对主梁的支承效果越好，因为夹角大时，缆索能更有效地将主梁的荷载传递到索塔，从而增强支承能力。
【解答】A、第 1 根缆索与索塔的夹角最大，能更有效地将主梁荷载传递到索塔，支承效果最好，故该选项正确。
B、第 2 根缆索与索塔的夹角小于第 1 根，支承效果不如第 1 根，故该选项错误。
C、第 3 根缆索与索塔的夹角小于第 1 根，支承效果不如第 1 根，故该选项错误。
D、第 4 根缆索与索塔的夹角最小，支承效果最差，故该选项错误。
故答案为：A。
3．用同种材料制成相同横截面积、不同截面形状的构件，作为横梁使用时，强度最大的是(　　)
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】横梁在使用时水平放置，承受竖直方向的力产生形变，采用工字形强度最大。
【解答】工字形截面的上下翼缘距离中性轴更远，材料分布更靠近受力方向，能有效提高抗弯能力。在相同横截面积下，工字形截面的惯性矩 （即 截面抵抗矩 ）最大，因此抗弯性能最佳。可知工字形结构做横梁时，强度最大。
故答案为：B。
4．（2026八上·永康期末）榕山长江大桥的贯通使长江上再增一条过江通道。桥面上的斜拉钢缆与桥面呈三角形结构，如图所示，这是利用了（　　）
A．三角形的对称性 B．三角形的稳定性
C．三角形的灵活性 D．三角形的全等性
【答案】B
【解析】根据三角形具有稳定性和从桥的安全角度进行分析。
【解答】三角形是最稳定的几何形状之一。当三角形受到外力作用时，其三边和三个角能够有效地分散和平衡外力，从而保持结构的稳定性和坚固性。在桥梁建设中，斜拉钢缆与桥面形成三角形结构，可以增强桥梁的整体稳定性，防止桥面因外力作用而发生变形或坍塌。
故答案为：B。
5．（2026八上·义乌期末）下面的桥梁中，属于梁式桥的是（　　）
A．云南建水双龙桥
B．广东琶洲大桥
C．广西鹧鸪江大桥
D．贵州北盘江大桥
【答案】B
【解析】梁式桥是一种以梁为主要承重结构的桥梁，其受力特点是主要依靠梁的抗弯能力来承受荷载，据以上分析解答。
【解答】A、云南建水双龙桥从外观等特征来看，更倾向于石拱桥，以拱为主要承重结构，不是梁式桥，故A错误；
B、广东琶洲大桥属于梁式桥，它以梁作为主要的承重结构，符合梁式桥的特点，故B正确；
C、广西鹧鸪江大桥从结构形式等方面判断，不属于典型的梁式桥，故C错误；
D、贵州北盘江大桥属于悬索桥，主要依靠悬索来承重，不是梁式桥，故D错误；
故答案为：B。
6．近几十年来，我国的基础建设一骑绝尘，被人们乐称为“基建狂魔”，桥梁建造是一个国家和地区基础建设的重要内容之一。学习了“桥梁的结构与制作”后，你认为下列说法中，正确的是（　　）
A．桥梁有梁式桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等，其分类依据主要是桥梁外观形状
B．桥梁的荷载只包括桥梁承载的车辆与行人的重量
C．桥的主梁在荷载作用下，上、下两侧均发生拉伸形变
D．析架的横杆、竖杆、斜杆三种杆件中，对析架的稳定性起决定作用的是斜杆
【答案】D
【解析】常见的桥梁一般由主梁、桥墩、桥台等组成。主梁直接承受自身重力以及车辆等的重力，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。按照结构和受力特点，桥梁可分为梁式桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等。
1、梁式桥：梁式桥是指采用梁或桁架梁作为主要承重结构的桥梁。在结构简单的桥梁中，工程师直接把主梁的两端架在桥台上。
2、拱桥：拱桥是用拱圈或拱肋作为桥身主要承重结构的桥。
3、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。
4、斜拉桥：斜拉桥是将主梁用许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。
【解答】A、桥梁有梁式桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等，其分类依据主要是桥梁的受力方式，而非外观形状，A错误。
B、桥梁的荷载不仅包括桥梁承载的车辆与行人的重量，还包括桥梁自身的重量、风力等其他荷载，B错误。
C、桥在主要荷载作用下，不同类型的桥受力和形变情况不同，并非上、下两侧均发生拉伸形变，C错误。
D、在框架的横杆、竖杆、斜杆三种杆件中，斜杆对框架的稳定性起决定作用，D正确。
故答案为：D。
7．如图为某悬索桥的结构示意图，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
【答案】D
【解析】进行结构设计时，必须明确设计目标、需要解决的问题和解决问题需要考虑的主要因素，同时还要考虑结构的安全性、强度、稳定性、适用性、成本等。
【解答】A、在设计桥梁时，为了确保桥梁的安全性和稳定性，必须考虑各种可能的荷载，如静荷载（桥梁自身重量、永久设备重量等）、动荷载车辆荷载、风荷载、地震荷载等），这样才能准确计算构件的应力，保证桥梁在各种情况下都能正常工作，故A正确；
B、施工中擅自加长桥面会增加桥面的重量和车辆荷载等，这些额外的荷载会作用在桥梁的各个构件上，可能导致构件应力超过设计值，从而对桥梁产生不利影响，甚至可能危及桥梁的安全，故B正确；
C、在悬索桥中，主索主要承受拉力，它是将桥面荷载传递到锚碇的主要构件；吊索也要承受拉力，将桥面的荷载传递给主索；塔柱则承受来自主索的拉力，产生向下的压力，故C正确；
D、刚性梁主要承受的是弯曲力，因为桥面荷载会使刚性梁产生弯曲变形；而锚碇是承受主索拉力的构件，它受到的是拉力，而不是压力，故D错误；
故答案为：D。
8．桥梁是一个国家科技水平和综合国力的重要体现。图甲是斜拉桥的结构模型简图，请在图乙中画出斜拉桥的受力图（B点是桥面的重心位置）。
【答案】。
【解析】首先，应弄清力的大小、方向、作用点，然后从力的作用点开始，沿力的方向画一条线段，在线段末端画上箭头，在箭头旁标明该力的字母符号，在同一图上画几个力的示意图时，力越大线段应越长，大小相同的力线段长度应相等，据以上分析解答。
【解答】重力G：桥面受到竖直向下的重力，作用点在重心B点；拉索的拉力F1：拉索对B点有沿拉索方向指向桥塔的拉力；在图乙中，从B点竖直向下画一条带箭头的线段，标注为G，表示重力；从B点沿拉索方向指向桥塔画一条带箭头的线段，标注为F1，表示拉索的拉力；图示如下：
9．如图所示为杭州的西兴大桥，又称钱江三桥，是连接杭州老城区与滨江、萧山两区及萧山国际机场的重要通道之一，是一座跨钱塘江的斜拉桥。斜拉桥的索塔一般都建造得很高，多根缆索的一端固定在索塔上，每根缆索的另一端拉着桥的主梁。
（1）与悬索桥相比，斜拉桥的突出优点是　 　.
（2）斜拉桥的索塔一般都建造得很高的好处是　 　。
（3）索塔的高度并不是无限增加的，因为其高度受到诸多因素影响，请写出索塔建造高度的影响因素：　 　(写出两方面因素即可)。
【答案】（1）在荷载作用下的结构形变小，抗风能力强
（2）可以为缆索提供更大的拉力
（3）①过高的索塔会增加建设成本；②过高的索塔增加了施工的难度和风险；③过高的索塔会增加受到的风荷载，可能影响桥梁的稳定性和安全性； ④索塔的高度需要考虑与周围环境的协调和美观性(合理即可)
【解析】（1）斜拉桥与悬索桥的性能差异：斜拉桥在荷载作用下结构形变小，抗风能力强，这是其相比悬索桥的突出优点，因为斜拉桥的缆索分布更密集，对主梁的约束更强。
（2）斜拉桥索塔高度的力学作用：索塔造得很高，能增大缆索与索塔的夹角，从而为缆索提供更大的拉力，更有效地分担主梁的荷载，提升桥梁的承载性能。
（3）索塔高度的影响因素：索塔高度受建设成本、施工难度与风险、风荷载对桥梁稳定性的影响、与周围环境的协调性和美观性等因素制约。过高的索塔会增加建设成本，提升施工难度和风险，加大风荷载影响桥梁稳定性，还需考虑与周边环境的协调美观。
【解答】（1）斜拉桥的拉索直接连接索塔与主梁，对主梁的支撑更直接，整体结构刚度大于悬索桥（悬索桥主缆柔性大，变形相对明显），因此斜拉桥抗风稳定性更优，主梁变形更小；
（2）索塔越高，拉索与水平面的倾斜角越大；根据力的分解，拉索拉力可分解为竖直分力（承担主梁竖向荷载）和水平分力（对主梁的水平作用）；倾斜角越大，竖直分力占比越大、水平分力越小，从而降低拉索的张力需求或减小对主梁的水平作用，优化结构受力；
（3）①过高的索塔会增加建设成本；
②过高的索塔增加了施工的难度和风险；
③过高的索塔会增加受到的风荷载，可能影响桥梁的稳定性和安全性；
④索塔的高度需要考虑与周围环境的协调和美观性(合理即可)
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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