手工打造纸质桁架桥|桁架桥结构

　　重庆是座山水城市，地理条件的限制注定这里的人充满了造桥智慧，也造就了中国的现代“杨都”。放眼重庆的大桥，可以说是各种现代化桥梁设计与建设的成果展示地。　　我们《通用技术》课程的课题正好是“用纸建造一座桥梁”，要求用尽可能少的纸建造一座跨度大于30厘米的能承受尽可能多重量的桥。好吧，我们说干就干，我组织几名同学并搭好团队。
　　构思
　　为了完成好项目，我们在网上查阅了大量关于桥梁技术与纸质结构桥梁模型制作方面的资料，最后确定设计和制作纸质桁架桥，便于利用和发挥纸这种材料的特性。我们小组讨论后发现：如何将桥面上受到的力平稳有效地分散到两边的桥墩上是桥梁成败的关键，而其核心又在于如何完成好纸桁架桥的结构设计。
　　在设计中发现在纸上根本无法表现桥梁的立体结构，以我积累的计算机知识为基础，马上开始自学3DMA×软件，通过三维立体的方式，完成和展示我们桥梁的设计。
　　设计
　　我的第一个设计，它的核心设计思想是：将桥面中心受到的力，通过16根以45。倾斜的纸筒分散到两边的桥墩上，再用多条纸带将两边的桥墩拉在一起。
　　但这个设计没有真正意义上的桥面，而且纸带的固定也有较大的问题。于是，我们决定为它添加桥面和附属的支持物，同时改变纸带的连接位置，并确定整个桥将由4个相同的独立单元通过纸筒并列在一起，从而构成一座完整的桥。
　　制作
　　做出4个相同独立支撑单元中的一个，如图①所示。
　　对独立支撑单元进行承重测试，如图②所示。
　　测试发现：仅仅1个独立支撑单元就可以载重13千克(和一旁的凳子共同承重26干克)，其本身只有65克。对于这个结果我们很满意。
　　整个桥梁完成后，对其进行了载重测试。13千克完全没问题，自豪!
　　之后，班上一位体重42千克的女生站上去了，没问题!!随后，我(56千克)也站了上去，结果桥华丽丽地垮掉了。
　　重做还是修复?“失败是成功之母”，我们决定重做。
　　分析
　　尽管我们制作的纸桥已经远超过了最初的承重13千克(实际≥42干克)的目标，但我们认为还有提升的空间。小组经过认真讨论分析后，总结出这座桥在设计、制作、测试等方面失败的原因主要有：
　　1.桥只能在正中心承受重量，如果桥的旁边受力的话立马就会变形；
　　2.整个桥由4个相同的独立支撑单元组成，并通过纸筒穿在一起的，单元与单元之间没有牢固的链接，导致整个桥的稳定性较差；
　　3.测试的时候要点到为止，不能贪心的加太多的重量。
　　我们再一次观察现实中的桁架桥结构，我们使用3DMAX搭建出了新的桥梁结构模型。这里我们将原来简单的大型支撑改为了细密的“球棍型”支撑，使得桥面的受力能更均匀地分散开来，这样将能够有效避免集中受力对纸质结构的破坏。
　　再经过对一些细节的修改和对结构比例的调整，我们最终得到了改进型设计。
　　改进型制作
　　按1：1打印出设计图，方便我们直接制作出长度粗细合适的纸棍，并正确加工好结构所需零件。
　　按照1：1的图纸，把零件对号入座，放在正确的位置上并调整到正确的角度上完成装配。
　　采用502胶水完成粘接，首先完成整个桥的1/4。随后，按照设计图完成另外3/4，并连接在一起，
　　喷漆。完成喷漆之后，大功基本告成。
　　[改进]
　　在桥的每个框架之间用胶布拉“×”型来增加稳定性，并在底部使用坚固的纸带拉在两个桥墩之间，防止桥墩分开。
　　用硬纸板做桥面，并在加上各种路牌、交通标示的装饰，桥终于完成了。
　　猫哥一句话点评
　　一帮90后的青春少年，没有把时间耗费在死读书或者网络游戏上，而是苦心研究桥梁结构并付诸于实践，确实难能可贵。如果团队诸位能够坚持理论与实践结合，你们未来的路真就会比别人好走得多。