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1、河北工业大学,纸桥 ,科研立项科研立项申请书 课题名称：承重美学纸桥的设计 研究的背景：改革开放以来，作为公路，铁路的交通运输建设重要组成部分的桥梁建设也得到相应发展，跨越大江、海峡的长大桥梁建设也相继修建，一般公路和高等级公路，各级铁路上的中、小桥、立交桥，形式多样，工程质量不断提高，交通运输提供了安全、舒适的服务。纸桥设计也在全球热烈的进行。 研究的意义：于世界领先地位。千百年来，桥梁早已成为人们社会生活中不可缺少的组成部分。而研究纸桥更有利于节约资源，纸桥更环保，建造更便捷，纸张本身很柔弱，但是用纸张做出来的纸桥却能承载一定的重量，这充分说明了结构设计之功效。通过纸桥的研究提高大学生的自
2、主创新能力，并为现实中的桥梁设计提供新意。 研究的目标与主要内容： 研究目标： 提高纸张上表面的抗压能力，在纸桥承受砝码重力的时候，首先被破坏而出现折痕的是受到挤压力的上表面，这是我们最不愿意看到的。因此，要想纸桥能够承受一定的重量，设计合理的承重结构，就必须提高纸张上表面的抗压能力。 提高整体结构的强度将一张纸立在桌子上是很困难的，但是把它折一下，或者卷成圆形，不但能立起来，而且还能在上面压一小块重物，也就是说，通过折边或卷成圆弧形可以提高纸张的抗压能力，由此合理的截面形状是构成整个纸桥结构各个构件的关键。 提高纸桥结构的承载力。 研究内容： 对纸张的性质进行相应分析掌握纸张的特点抗拉性能强
3、、抗压性能弱。 构件的连接方式有多种，好的连接能够有效提高纸桥整体结构的强度 纸桥构件的选择，不同结构的构件抗压性不同 纸桥制作的设计：整个纸桥结构全部使用普通A4纸。构件的连接使用普通的胶水 研究的方法路线： 纸桥原理及力学评估： 利用之桥上的各种锥形、三角形、圆柱以及一些承重力好图形，来分散或间接抵消外来压力。物体的硬度或结构所能支撑的重量和本身的重量原本就没有直接关系，重点是结构而不是本身重量。思考桥梁设计中不可欠缺的拉力与压力两要素，如何发挥纸张优良拉力长处，克服压力短处。 静力平衡：一个系统想要到达静力平衡，必须符合移动平衡以及转动平衡两项原则，才能维持在稳定的平衡状态。 设计原则：
4、想办法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 许多小的分力，再由桥身的结构来支撑。支柱本身也尽量采实心且密的柱体，方能发挥出最佳的支撑力。 桥梁的美学评估： 关心桥梁作为一个城市的标志性建筑的意义，关心桥梁美与周围环境的和谐美。将桥梁美学上升到解决被道路切割的大地之物的生存与敷衍的高度，也就是桥梁还要“关心”生态环境。这些绝非纯粹的美学或纯粹的桥梁结构工程专业人员所能解决的，这需要既懂得桥梁结构又深谐美学的人来解决。桥梁作为一种建筑，尤其是大桥，它具有使用和观赏两项功能，桥梁设计者运用结构学原理进行设计，以满足交通使用的要求，同时，还要运用美学原理进行构思，以满足人们观赏及
5、改变环境景观的要求。桥梁的建设不仅要发挥其交通的功能，同时也要发挥其景观性、标志性的功能。因而桥梁要融入大自然，融入社会，融入人类，才能真正发挥其功能。 课题研究步骤： 1. 把纸裁剪成小块，做成一个个小纸桶，几个纸筒粘合在一起做成捆绑，立住当桥墩，并排纸筒粘合在一起做桥面，如果桥面承重不到标准 可以在上面多铺一层，用纸捻成很细的纸绳做出拉索 2.桥面纸折成M形截面，相当于双槽钢形状。桥的样式为拱桥时先量出要搭桥的地方的长度,然后把每张纸按长的2/3计算,计算出需要的纸的张数(垫底的),然后把他们一张一张在1/6处叠起来,然后把他们的宽的那一段的两边互相对折(两边的三分之一处互相对折),最后在
6、那对折(正反正反,从宽的最左边折起,折的次数越多可以承受的就越重) 如果有多的话,用同样道理多做一座桥搭在上面 3.把纸卷起来4卷，然后两卷两卷连起来，再用稀浆糊，加上纸巾，包起来，一张一张沾湿了贴上去，干掉了，就会变得很硬很硬， 4.把纸折WWW形的,垂直放 WWW形状垂直摆放,力学性质很稳定,因为它们各个条间互相支撑。 5每张纸先用胶水加固，再涂一次卷成纸卷再相互错开用胶水黏结，重点是制作坚实的底面。把纸裁出几条手掌宽的条来，正反折几折，形成几层厚、一指宽的纸条。然后把纸条竖起来，粘接成蜂巢状。 6.先把纸卷成细的卷，要卷紧。这个卷能承受的压力不会很大，而且越长承受的压力就越小，越易被压坏。但是卷能承受的拉力是很大的，他们是调整结构把这些卷全变成受拉构件。在非要受压不可时，他们把纸卷截的短些，用很多细的纸卷在这个受压的地方共同承受压力。 7.将纸折成波浪状的最好，就是拿一张，沿着宽一小部分向纸内折叠，然后和刚才宽相等的长度反向折叠，直至将这张纸折完。,桥架设计为：用3个三角形组成的上短，下长的等腰梯形。 8.MM形状,受力均匀,承受力强,承重大 9对建好的纸桥进行力学结构，美学分析，调整修理。 成果的形式与课题组成员： 实验的结果：一座具有既符合美学特征的，有能承重能力的纸桥。班级内进行交流，比赛。并当众进行承重实验演示。以证明桥梁的完美性。 成员：
