橋樑建造 - DIY 學校專案，詳細解釋

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引言

橋樑是一種結構，用於承載道路、鐵路或其他類似的東西跨越障礙物。但橋樑本身遠比這複雜得多。它們的美在於其設計賦予它們的能力。事實上，建築師和工程師現在已經能夠設計出無需中間支撐的橋樑，人們通常稱之為懸索橋。

如果你在學校，設計複雜的橋樑可能比較困難，但仍然有各種有趣的方法可以讓你透過DIY橋樑專案來探索橋樑的世界。在這篇文章中，我們將討論一個小型橋樑建造專案，你可以使用家中易於獲得的材料來進行。

什麼是橋樑？

橋樑是一種結構，允許你跨越障礙物，而不會顯著影響其下方的路徑。這裡的第二點很重要。即使你可以建造不考慮下方情況的橋樑，但橋樑真正的美在於它允許上下通行。

在上圖澳大利亞布里斯班的維多利亞橋的圖片中，你可以看到水路交通如何在橋下通行。另一個很好的例子是倫敦塔橋，它可以開啟，為船隻提供透過的路徑。

橋樑建造型別

我們可以根據多種因素對橋樑進行分類。根據結構，橋樑主要有五種型別。讓我們快速瀏覽一下這些型別。

梁橋

梁橋可能是最簡單的一種橋樑型別。它是一根簡單的梁，放置在兩端的兩個支撐物上。你可以透過將一根冰棒棍放在兩個瓶蓋上製作這種橋樑的DIY模型。請看下圖：

拱橋

拱橋正如其名。它呈拱形，通常中間沒有支撐。粗略的示意圖如下：

由於橋樑的全部重量都落在兩端的支撐物上，因此支撐物必須堅固耐用。

拱梁橋

拱梁橋與拱橋非常相似。但是，它透過使用垂直拉索在中間進行支撐。

有趣的是，拱形結構透過連線拱的兩端的加強弦保持原位。

懸索橋

懸索橋擁有所有橋樑中最優雅的設計。它們看起來像是一項建築奇蹟，尤其是當它們的大小增加到宏偉的比例時。金門大橋就是一個懸索橋的例子。

懸索橋的重量落在橋面上。橋面本身由支撐懸索的垂直吊索支撐。請注意，根據橋樑的大小，需要塔來支撐懸索。

桁架橋

如果你還沒有上高中，你可能還不知道這一點。但是，當涉及到承重時，三角形是一個令人驚歎的形狀。這是因為矩形或圓形在壓力下會彎曲變形。但是，三角形將其承受的重量分散到兩個方向，使其能夠承受更高水平的應力。

桁架橋的設計利用了三角形的這種特性。雖然僅用文字很難描述它們，但下圖將有助於闡明桁架橋的概念。

桁架是指由梁、筏等組成的框架，可以支撐橋樑或屋頂。在上圖中，三角形由桁架構成，將橋樑的上部和下部連線在一起。

橋樑建造專案

現在讓我們討論一個簡單的DIY專案，你可以自己動手建造一座橋。以下是您需要的東西。

所需材料

• 冰棒棍。

• 義大利麵或麵條。

• 一些熱熔膠和熱熔膠槍。

• 一些高度和重量相似的蘇打水罐。

• 一些已知重量的物品。

在我們開始之前，請記住在成人監督下進行這些專案，因為熱熔膠會造成燒傷。以下是步驟：

• 在筆記本上畫一個粗略的設計圖。你可以從簡單的梁橋開始，一直到懸索橋或纜索橋。

• 透過將兩個蘇打水罐隔開幾釐米來為你的橋樑創造一個位置。你將使用你的橋樑從一個蘇打水罐跨越到另一個蘇打水罐。

• 使用一根冰棒棍來製作梁橋。

• 使用麵條/義大利麵條來為你的懸索橋製作拉索。

• 嘗試找出你還可以用家裡的物品製作哪些其他的橋樑。

• 製作完橋樑後，就可以對其進行測試了。使用已知重量的物品來檢視哪個橋樑可以承受多少重量。

• 將你的觀察結果記錄在筆記本上。

結論

橋樑是允許我們跨越障礙物的最非凡的建築和工程成就之一。橋樑建造最好的部分是，如果橋下有路徑，橋的存在不會阻塞它。倫敦塔橋就是這種能力的著名例子。橋樑根據多種因素分為各種型別。但根據它們的設計，我們可以將其分為幾種主要型別，例如拱橋、梁橋、懸索橋等。其中，梁橋是最簡單的。

人們可以使用冰棒棍、麵條或義大利麵條、熱熔膠、火柴棍、蘇打水罐和其他類似的簡單物品，輕鬆在家制作橋樑的DIY模型。

常見問題

Q1. 除了上面提到的橋樑型別之外，再列舉幾種。

A1. 懸臂橋和斜拉橋是兩種著名的橋樑型別，已經存在很長時間了。懸臂橋的設計在最初提出時是一項重大的工程成就。

Q2. 所有型別的橋樑都具有的最獨特的特性是什麼？

A2. 橋樑設計的堅固性和耐久性是最顯著的特性。我們今天所知的橋樑設計，其提出時間遠比人們想象的要早得多。然而，工程師們並沒有對這些設計做出任何重大改變，原因很簡單，這些設計是有效的。

Q3. 哪種型別的橋樑建造成本最高？

A3. 由於其跨度、塔的高度以及其他各種因素，懸索橋的成本最高。如今，建造一座懸索橋的成本很容易超過十億美元。有趣的是，第一代懸索橋是用扭曲的草建造的。你可以從這個事實中看出這種設計的歷史悠久。

Q4. 哪種型別的橋樑最堅固？

A4. 與其重量相比，桁架橋是最堅固的，即使它已經存在了幾個世紀。

Q5. 最常用的橋樑建造型別是什麼？

A5. 除非有特殊要求，否則梁橋是最常見且最簡單的橋樑型別。