纸桥设计

创新实践课程实验报告

项目名称：纸桥设计

姓名牟强学号******** 专业班级地质1102班姓名聂洪波学号******** 专业班级地质1102班姓名蒲超学号******** 专业班级地质1102班

指导教师：***

报告提交时间：2014 年 4 月30 日

本课程着力弘扬科学精神，培养学生团结协作精神与创新意识，激发学生参与创新实践热情。学生通过科学分析纸张的受力几何形态与构架，创造性的把纸张以一定的结构形式组合搭建成桥梁模型，使脆弱的纸张发挥出强大的力量，从而体验科学、创新与实践的魅力，促进学生对创新技法的运用和掌握，提高学生工程科学知识，增强学生实践动手能力。桥的设计要科学才能保证其安全性。但纸桥则与生活中的桥有所不同，纸柱、纸张与水泥柱、水泥板有着较大的差别，两者性质差别较大。纸桥的设计可以类比生活中实桥的设计方法，但不能完全等同。由于性质的差异，例如纸张的抗拉、抗压强度等，纸桥需要经过重新合理设计。

二、设计理念

无论是纸桥还是生活中的桥，都必须具备很好的稳定性和承重能力，两者缺一不可。

1、稳定性

考虑到如果仅用两根纸柱作为桥墩支撑桥梁时容易发生前后摇摆，我组利用三角形最稳定的原理，连接三根相隔一定距离的纸柱为一个整体支

撑桥梁，使三个桥墩在一个平面上，这样大大提高了纸桥的稳定性。2、承重能力

由于通过卷纸而得的纸柱作为桥梁时抗压性能较差，易出现从中间折断的现象。我组在进行了理论分析后找到了解决方案。通过降低桥墩高

度，增加桥墩直径来提高桥的承重能力。

桥身的桁架结构采用三角形，利用三角形具有稳定性的原理，来让桥的整体承重能力得到提升。

3、环保节约

大力提倡节约纸张的环保意识，节省桥梁用工材料。

三、科学依据

利用桥上的圆柱这承重力较好的图形，来分散或间接抵消外来压力，一定程度上提高纸桥自身稳定性。一般而言，重心的位置越低，平衡后的

稳定度越高。在众多结构图形中，三角形是最稳定的，充分利用可大幅增

加纸桥的整体强度和承重能力。

收集材料：通过网络工具来获取纸桥的一般做法，借鉴承重力好的纸桥模型，在其基础上加上自己的设计，形成满足自己的需求的纸桥。

设计分析：适当改变纸张形状，使其在浮空状态下能最大程度的承

重。设计出尽可能对称且支柱较多的构造，可以把向下的重力均匀的分解许多小的分力，再由桥身的结构来支撑。通过桥墩传递到地面，本身也尽量采实心且密的柱体，方能发挥出最佳的支撑力。

方案构思：1、利用圆柱体填充方式，使桥面紧实，桥面底部用长

圆柱体进行加固处理。

2、做好桥墩，使其作为承重的主要结构。

五、初步设计图

六、制作过程

材料准备：A4复印纸、白乳胶或502胶水、剪刀、美工刀、直尺（或

三角板尺）、铅笔、美术笔。

桥墩制作：用一张A4纸重合卷成小圆柱状，再让其在最内侧，再用

一张A4纸把其卷起来，每个小圆柱总共卷三层，重复上述操作做三个小圆柱。再将小圆柱从中心位置用小刀切断，即作为桥墩，即得六个桥墩。

需注意的是，因为桥墩作为承重的主要结构，每层纸必须卷紧实，桥墩与地面接触面应用重物进行挤压，使其变得平整，防止桥身倾斜。

桥面制作：用一张A4纸卷成细小的圆柱，由于纸桥要求跨度要求为

400毫米，单张A4纸的长度完全不够，因此将两个小圆柱端部相接，用A4纸中心位置抹上胶水包裹住连接处，再卷一层，两端用半张A4纸紧接剩余部分包裹住，用较宽纸带抹上胶水紧密包裹住连接处，增加强度，重复上述操作，制成三根作为桥面骨架。由于桥面作为受力点，自身受弯矩较大，本身最容易被压坏，因此这部分必须卷紧。连接处必须要用胶水粘牢，达到共同支持的效果。

七、创新点与作品特色

纸质材料采用圆柱体作为支撑结构，巧妙地解决了纸张拉力与压力两要素的矛盾。发挥纸张优良拉力长处，克服压力短处。桥面用胶水连接可以使桥面受力均匀,承受力强,承重大。而考虑到纸质桥梁中间承受压力的特殊性与桥墩支撑点较远，特选用最紧实的圆柱体进行铺陈。纸桥每端采用三个桥墩作为支撑，避免了两个桥墩支撑使得桥面摇晃的问题。

八、课程收获

1、激发兴趣，培养创造性思维。

柔软的纸用来制作桥梁去承重，就要我们去发现纸张拉力的优势，从而发挥其长处，弥补受压力不足的劣势。整个过程让我们自己去思考、判断、探索，这样激发了我们的求知欲，提高自己去解决问题的能力。让学生的求知欲得到最大限度的激发，充分发挥其学生的主体作用。

2、增强了团队协作能力，体验合作产生价值。

在制作过程中，组员们各自发挥各自的作用，各司其职。类似流水线的生产，大大提高了工作效率。制作过程中，遇到问题共同解决，从

而得出最优的解决方案，从而使得团队协作能力也得到提高。

最后，衷心感谢廖青老师对本次纸桥设计与制作给予的

大力支持与指导！