桥梁模型的制作 讲义

B601020-桥梁模型的制作 前言： 桥梁是一种重要的交通基础设施，用于跨越河流、山谷、道路等障碍物。桥梁的设计和建造需要综合考虑结构、材料、环境和经济等多方面因素。中国桥梁有着悠久的历史和丰富的文化内涵，许多古代和现代桥梁都展示了中国桥梁技术的发展和创新。 以下是一些著名的中国桥梁： 赵州桥：位于河北省赵县，建于隋朝，是世界上现存最古老的石拱桥之一。赵州桥的设计和施工技术在当时具有很高的水平，被誉为“桥梁之祖”。 卢沟桥：位于北京市丰台区永定河上，建于金代，是中国著名的石拱桥之一。卢沟桥因“卢沟桥事变”而闻名于世，具有很高的历史价值。 南京长江大桥：位于南京市，是中国第一座自主设计、自主建设的铁路公路两用桥。南京长江大桥于1968年建成，是中国桥梁工程的一个重要里程碑。 杭州湾跨海大桥：位于浙江省宁波市和嘉兴市之间，是世界上最长的跨海大桥之一。杭州湾跨海大桥于2008年通车，是中国桥梁工程的又一项重大成就。 港珠澳大桥：连接香港、珠海和澳门，是世界上最长的跨海大桥。港珠澳大桥于2018年通车，是中国桥梁工程和基础设施建设的又一座丰碑。 这些桥梁展示了中国桥梁技术的发展和创新，同时也体现了中国桥梁文化的丰富内涵。我们一起动脑、动手，使用新技术设计制作一个拱桥模型。 劳动基础 在设计制作房屋模型之前，我们应该具备劳动的基本技能、知识、素质和体能等方面的基本条件，先从了解桥梁的结构开始吧。 桥梁结构是指桥梁的各个组成部分及其相互关系，包括桥面、桥墩、桥台、基础。 桥梁结构可以分为以下几种类型： 梁式桥：梁式桥是一种常见的桥梁结构类型，其特点是桥面位于两个桥墩之间，桥墩承受桥面的荷载并将其传递到基础。梁式桥可以分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。 拱式桥：拱式桥是一种具有拱形结构的桥梁，其特点是桥面通过拱形结构支撑在桥墩上。拱式桥可以分为单拱桥、双拱桥和多拱桥。 悬索桥：悬索桥是一种通过悬索（主缆）将桥面悬挂在桥墩之间的桥梁结构。悬索桥的主缆承受桥面的荷载，并通过锚碇将其传递到地基。悬索桥可以分为单塔悬索桥和双塔悬索桥。 斜拉桥：斜拉桥是一种通过斜拉索将桥面悬挂在桥塔之间的桥梁结构。斜拉桥的斜拉索承受桥面的荷载，并将其传递到桥塔和地基。斜拉桥可以分为单塔斜拉桥和双塔斜拉桥。 梁拱组合桥：梁拱组合桥是一种将梁式桥和拱式桥结构相结合的桥梁结构。这种桥梁结构可以充分利用梁式桥和拱式桥的优点，提高桥梁的承载能力和美观性。 桥梁结构的设计需要综合考虑桥梁的用途、地形、荷载、材料等因素，以确保桥梁的安全性和耐久性。 劳动场域 劳动场域可以是各种类型的工作场所，如工厂、办公室、农田、建筑工地等。在不同的劳动场域中，劳动者的工作性质、技能要求和工作条件都有所不同。 场所：劳动教育功能教室，我们作为劳动者通过在功能教室的劳动来创造价值，教室要求安全、卫生、通风、照明等方面条件良好，有排烟通道，有灭火器等装置。 劳动者：劳动场域的核心是人，我们在此场域中是掌握软件设计、激光切割技能和知识水平的劳动者。 生产资料：劳动者在劳动过程中使用的工具、设备和原材料，包含安装lasermakere设计软件的计算机，,激光雕刻机，口罩、护目镜等。2——3mm厚的椴木板。 生产关系：协调小组劳动者之间的关系，分工合作，协同责任提高劳动合作效率。 生产过程：在劳动场域中通过劳动将生产资料转化为产品，涉及不同的工序、技术和管理方法。 劳动组织：在劳动场域中组织和管理小组劳动者的方式，探讨、分享、交流、协作，强化劳动观念，高效、高质完成。 劳动过程 下面我们详细了解拱桥结构，以及各个构件的功能。 拱桥是一种常见的桥梁结构，主要由以下几个部分组成： 拱圈（Arch）：拱桥的主要承重部分，通过拱形结构将桥面荷载传递到桥墩。拱圈可以由石块、混凝土或其他建筑材料制成。拱圈是拱桥的主要承重结构，通过拱形结构将桥面荷载传递到桥墩。拱圈可以有效地分散荷载，减少桥梁的变形和应力集中。 桥墩（Pier）：位于拱桥两端的支撑结构，承受拱圈的压力并将其传递到地基。桥墩可以由石块、混凝土或其他建筑材料制成。桥墩承受拱圈的压力并将其传递到地基。桥墩的稳定性和承载能力对拱桥的整体性能至关重要。 桥台（Abutment）：位于桥墩与地基之间的结构，起到连接桥墩和地基的作用。桥台可以由石块、混凝土或其他建筑材料制成。桥台将桥墩与地基连接起来，起到传递荷载和固定桥墩的作用。 桥面（Deck）：拱桥的顶部结构，供行人和车辆通行。桥面可以由混凝土、钢结构或其他建筑材料制成。桥面是拱桥的顶部结构，供行人和车辆通行。桥面的材料和结构设计会影响桥梁的承载能力和使用寿命。 护坡（Parapet）：位于桥面两侧的防护结构。护坡可以由石块、混凝土或其他建筑材料制成。护坡起到防止行人和车辆坠落的作用，保护桥梁的安全。 排水系统（Drainage system）：拱桥的排水系统，用于排放桥面上的雨水和雪水，防止积水影响桥梁结构。排水系统用于排放桥面上的雨水和雪水，防止积水影响桥梁结构。排水系统对于拱桥的耐久性和使用寿命具有重要意义。 我们将要设计制作拱桥模型如图所示 我们来通过激光切割设计劳动过程来制作一个拱桥模型。 第一步设计并输出零部件 安装激光切割设计软件lasermaker并打开，设计绘制如图所示的图形，输出格式为桥梁.lcp 小贴士 我们要用榫卯工艺来实现拱桥模型零配件的拼装，榫孔和榫头结合要严丝合缝。建议各构件都采用3mm厚的椴木板。 第二步切割零部件 对拱桥各构件进行合理排版，以节约板材，最后再检查描线以及切割线等线型，启动激光切割机，调整好各项参数，放入尺寸合适（600*800）的椴木板材,开始造物切割。 第三步：拼接组装拱形桥 小贴士 激光切割技术是一种利用高功率密度激光束对材料进行切割的先进制造工艺。这种技术广泛应用于金属和非金属材料的加工，具有许多优点，如高精度、高效率、低热影响区等。激光切割技术的基本原理是利用激光束聚焦在材料表面，产生足够的能量以熔化或气化材料，从而实现切割的目的。 激光切割技术的主要组成部分包括： 激光器：激光器是激光切割系统的核心部件，负责产生高能量密度的激光束。常见的激光器类型有二氧化碳激光器、光纤激光器和固体激光器等。 聚焦系统：聚焦系统负责将激光束聚焦到材料表面，形成高能量密度的焦点。聚焦系统的性能直接影响到切割质量和效率。 切割头：切割头是激光切割设备的执行部件，通常包括聚焦透镜、喷嘴、气体喷嘴等。切割头负责将激光束引导到材料表面，并控制切割过程中的气体流动。 控制系统：控制系统负责控制激光切割设备的运行，包括激光器的启动和关闭、切割头的运动、切割参数的设置等。现代激光切割设备通常采用计算机数控（CNC）系统进行控制。 辅助设备：激光切割过程中可能需要使用辅助设备，如冷却系统、抽尘系统、工作台等。这些设备有助于提高切割质量和设备的使用寿命。 激光切割技术具有许多优点，如高精度、高效率、低热影响区、适用于多种材料等。它在航空航天、汽车制造、医疗器械、电子行业等领域得到了广泛应用。 第三步组装 1.安全地打开雕刻机机盖，取出房屋的各部分构件； 2.从基础开始自下而上组装，榫口和榫头的连接，依次组装桥墩、拱圈、桥面、护坡等。 （构件组装实物图片后期实拍附上） 劳有所得： 议一议： 小组共同完成的拱桥模型，工艺质量如何？劳动价值体现在哪里？ 劳动成果评价交流 根据下面的评价标准，对本次劳动进行综合评价 评价内容 评价等级标准 等级 A B C 劳动观念 劳动观念强，勤奋、敬业，尊重、崇尚劳动， 比较强 不太强 手工技术 熟练 比较熟练 不太熟练 成品造型 成品榫卯连接严丝合缝，稳定性好，美观精致。 成品榫卯连接比较紧密，稳定性好，但是不够美观精致。 成品榫卯连接不太紧密，稳定性和美观精致度都有欠缺。 协同责任 具有较强的合作意识，主动与小组成员沟通协作。 具有合作意识，在规则要求下才会与小组成员进行沟通协作。 不与小组成员进行沟通，协作意识欠缺。 劳动态度 态度积极认真，规范安全地完成操作过程。 态度一般，能基本完成操作过程。 态度一般，需要在他人指导下完成操作过程 劳动日志 你对小组设计的拱桥模型满意吗？稳定性如何？劳动手工工艺是否精湛？还有哪些地方需要改进？ 你最欣赏哪一组的拱桥模型？他们的优势在哪里？ 经历了今天的拱桥模型制作，你还想设计哪些创意桥梁模型吗？ 劳动文化 "中国心，中国桥，中国梦" 中国桥见证了中国历史的发展和繁荣。中国桥的设计和建筑技术在世界上享有盛誉，许多桥梁被誉为建筑奇迹。以下是一些著名的中国桥的故事： 赵州桥：赵州桥位于河北省赵县，建于隋朝（公元595-605年），是现存最古老的石拱桥。赵州桥的设计师李春被尊为中国古代桥梁建筑的先驱。这座桥的拱形结构非常独特，使得它具有很高的承载力，历经千年风雨仍屹立不倒。 卢沟桥：卢沟桥位于北京市，建于金代（公元1189-1192年），是一座著名的石拱桥。卢沟桥以其精美的石雕和独特的建筑风格而闻名。1937年，卢沟桥事变爆发，成为抗日战争的起点，使得这座桥在中国历史上具有特殊意义。 杭州湾跨海大桥：杭州湾跨海大桥位于浙江省宁波市和嘉兴市之间，是世界上最长的跨海大桥，全长约36公里。大桥于2008年建成通车，是中国桥梁建设的一项重要成就。杭州湾跨海大桥的建成，极大地促进了长三角地区的经济发展。 武汉长江大桥：武汉长江大桥位于湖北省武汉市，是中国第一座自主设计、建造的长江大桥，于1968年建成通车。这座桥的建成，标志着中国桥梁建设的技术水平达到了一个新的高度。武汉长江大桥不仅是武汉市的标志性建筑，也是中国桥梁史上的一座丰碑。 港珠澳大桥:一座连接香港、珠海和澳门三地的跨海大桥，是世界上最长的跨海大桥。大桥全长55公里，包括一段长约29.6公里的海底隧道。港珠澳大桥的建设历时9年，于2018年10月24日正式通车。这座大桥不仅展示了中国在桥梁建设和工程技术方面的实力，还促进了粤港澳大湾区的经济发展和区域一体化。 这些桥梁代表了中国桥梁建设的辉煌成就，展示了古代和现代中国桥梁专家的智慧和才能。中国桥的故事将继续传承，成为中国文化和历史的重要组成部分。 劳动名言 劳动创造财富，劳动创造幸福，劳动创造未来。——毛泽东 学科网（北京）股份有限公司 $