第2节 桥梁的结构与制作 第1课时 （教学课件）科学浙教版2024八年级上册

该初中科学课件聚焦桥梁的结构组成、类型及受力特点，以港珠澳大桥导入提问桥梁特征与承重原理，引导学生先学习主梁、桥墩等组成部分，再分述梁式桥、拱桥等类型，最后分析不同桥梁受力，形成从结构到受力的逻辑学习支架。 其亮点在于结合赵州桥、四渡河大桥等实例帮助学生建立科学观念，通过对比桥梁结构与受力关系培养科学思维，设置悬索桥制作实践活动提升探究实践能力。小结系统梳理知识，课堂练习巩固，学生能理论联系实际，教师教学更高效。

第2节 桥梁的结构与制作（第1课时） 第5章 建筑结构与工程 科学浙教版（2024） 八年级上册 01 桥梁的结构 02 桥梁的受力 知识目标 认识桥梁的组成与类型，明确不同桥梁的受力特点。 感受桥梁工程的技术价值与艺术魅力，增强工程探究兴趣。 通过分析桥梁结构与受力关系，提升逻辑推理和归纳能力。 科学观念： 科学思维： 态度责任： 素养目标 课堂导入 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，而且还能够承载来来往往的车辆？ PART 01 桥梁的结构 桥梁的结构 01 1、桥梁的组成部分 常见的桥梁一般由主梁、桥墩、桥台等组成。 ② ③ ① 桥台 主梁 桥墩 直接承受自身重力以及车辆等的重力。 承受主梁向下的力并将力传到基座。 桥的两端起支撑作用的部分。 桥梁的结构 01 2、桥梁的类型 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。 桥梁的结构 01 （1）梁式桥 ①结构特点 梁式桥是指采用梁或桁架梁作为主要承重结构的桥梁。 梁式桥 石板桥 独木桥 桥梁的结构 01 ②桁架及桁架桥 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，它实际上是一种加固了的梁式桥。 桥梁的结构 01 （2）拱桥 ①结构特点 拱桥是用拱圈或拱肋作为桥身主要承重结构的桥。 拱桥 桥梁的结构 01 ②代表桥梁 举世闻名的赵州桥，建于595—605年，为单孔敞肩石拱桥，跨度约37m。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。 桥梁的结构 01 （3）悬索桥 ①结构特点 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。 悬索桥 索塔 缆索 吊杆 桥梁的结构 01 ②代表桥梁 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。 湖北四渡河大桥 恰纳卡莱大桥 土耳其恰纳卡莱大桥的主跨长度达2023米，其横跨达达尼尔海峡，连接起欧洲与亚洲两大洲。 桥梁的结构 01 （3）斜拉桥 ①结构特点 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。 桥塔 拉索 主梁 斜拉桥 桥梁的结构 01 ②代表桥梁 2016年建成通车的、主跨达720m的北盘江第一桥，跨越云、贵两省交界的大峡谷，为全球最高的斜拉桥。 桥梁的结构 01 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。 类型 名称 特点 梁式桥 拱桥 悬索桥 斜拉桥 钱塘江大桥 拱宸桥 之江大桥 龙门飞渡索桥 双层桁架梁结构，梁体承重，刚度大 三孔石拱桥，弧形拱身，空腹设计 人行悬索桥，桥面窄，适配步行，兼具观光功能 双塔双铰钢箱梁斜拉桥，跨越能力强 PART 02 桥梁的受力 桥梁的受力 02 1、荷载 我们把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。 既然桥梁在荷载的作用下不会倒塌，那么就一定有向上的力来平衡。 载荷试验 桥梁的受力 02 2、不同桥梁的受力 （1）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， 桥梁的受力 02 （2）拱桥的受力 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。 桥梁的受力 02 桥的拱部把受到的荷载传递至拱形结构的两端，因此，基座不仅受到竖直向下的压力，也受到水平方向的力。 从而，两侧基座会给拱形结构施加相互作用力，即竖直向上的支持力和水平方向的力。 桥梁的受力 02 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？ 桥梁的受力 02 （3）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。 桥梁的受力 02 （4）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。 桥梁的受力 02 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？ 索塔建得高可以减小桥对钢索的拉力，从而使用更细、更少的钢缆，节省材料、降低成本和桥梁自重。但索塔不是建得越高越好，因为索塔自身的稳定性和重量会成为主导因素，其带来的成本和安全问题会超过省力带来的好处。 桥梁的受力 02 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。 课堂小结 课堂练习 【典例1】余姚城中有一座横跨姚江的石砌三孔两墩石拱桥——通济桥。该桥原是姚江上最长、最高的桥，故有“浙东第一桥”之说。通济桥有较高的历史价值和艺术价值，是全国重点文物保护单位，下列桥梁中，与它结构相似的是（　　） A．余姚兰墅大桥 B．赵州桥 C．港珠澳大桥 D．杭州湾大桥 【解析】 A．余姚兰墅大桥属于斜拉桥； B．赵州桥是石拱桥，和通济桥（石砌三孔两墩石拱桥）结构相似； C．港珠澳大桥包含多种桥梁结构，但没有石拱桥结构； D．杭州湾大桥属于跨海大桥，结构为梁桥。 B 课堂练习 【典例2】悬索桥和斜拉桥都要使用缆索，下列对这两种桥的说法，正确的是（　　） A．悬索桥在荷载作用下的结构形变较大，抗风能力较强 B．悬索桥在荷载作用下的结构形变较小，抗风能力较强 C．斜拉桥在荷载作用下的结构形变较小，抗风能力较强 D．斜拉桥在荷载作用下的结构形变较大，抗风能力较强 【解析】 AB．悬索桥的主要承重结构是悬索，在荷载作用下结构变形较大，同时悬索的柔性特点会让它的抗风能力相对弱一些，故AB错误； CD．斜拉桥的拉索是斜向受力，整体结构刚度比悬索桥大，在荷载作用下结构变形较小，抗风能力也更强，故C正确，D错误。 C 课堂练习 【典例3】如图所示为简易斜拉桥的示意图。当桥梁中间布满荷载，两端空载时，下列受力分析中，合理的是（　　） A．缆索受压，主梁受弯曲 B．缆索受拉，主梁受压 C．索塔受压，桥墩受弯曲 D．索塔受压受弯曲，桥墩受压 【解析】如图所示为简易斜拉桥的示意图。当桥梁中间布满荷载，两端空载时，主梁受弯曲，桥墩受压，索塔受压受弯曲，缆索受拉，故D符合题意，ABC不符合题意。 D 第2节 桥梁的设计与制作（第1课时） 科学浙教版（2024） 八年级上册 谢谢观看 $