⑴ 纸桥的制作方法及要求： 制作时间35分钟 桥的强度（两桥墩之间）不小于15厘米，桥宽不小于5厘米 桥的承重力强，坚固（以重物重量为准） ⑵ 科学的研究方法： ①用声像演示的手段向学生展示桥梁用各种物件，如工字型钢、角钢等（如图），使学生理解通过改变纸的形状，可以增加柔软纸的强度并能承载一定的重量。学生自己动手试验，寻找更多的用改变纸的形状增加纸承载重量的方法，以此培养学生探索、观察、分析能力；初步训练学生能将常见的事物本质属性抽象、概括，形成科学概念的概括、推理、归纳、综合能力。 ②学生查找资料或向教师、家长请教“物体形状和强度的关系”及科学原理，收集和查阅有关桥梁设计、造型方面的资料和图片。训练学生学会收集、整理和初步运用多种信息，有目的地开展调查研究的方法。并将收集到的资料、信息积累起来，分类保管，树立信息积累的观念。 ③学生以组为单位活动。要求各活动小组根据本组设计的图纸，按制作要求密切合作，完成纸桥的制作。在制作过程中，注意用“记录纸”（或教师提供的数据表）记录相关数据。使学生学会处理观察、制作结果的科学方法。 ④各活动小组展示各自作品，由各组选派一名同学谈设计制作的感受。训练学生运用语言完整表达观察结果、制作过程、描述成品的能力。 ⑶ 科学行为习惯的养成： ①通过独立完成查找资料、准备设计图纸等自主学习活动，培养学生学习的自觉性，并掌握良好的阅读技能，养成自觉进行课外阅读的习惯。 ②活动小组协作完成纸桥制作，培养学生团结合作的团队精神。 ③制作中注意记录数据，养成良好的科学行为习惯。 3．重要词汇： 压力、压强、静强度、承重力 ◇设计思路 （一） 活动内容的可行性及成功的原因： 1． 活动内容的选择符合学生现有的知识结构和认知水平，注重培养学生运用综合的知识能力解决实际问题，在活动中综合运用了物理、数学、几何、美术和手工制作等多方面的知识和能力。 2． 活动内容的选择具有一定的科技含量，把研究、实验、制作有机的结合起来，有助于培养学生的科技意识、科学方法和科学的探索精神。 3． 活动过程设计突出以学生为主体的教学过程，启发学生自主学习，主动探索，充分发挥学生在学习上的主动性和创造能力。 4． 根据活动内容，确定活动形式，精心设计活动过程是成功上好活动课的关键。 5． 选择恰当的活动形式，可以有效地激发学生学习的兴趣，使他们始终保持良好的学习状态。 6． 充分的课前准备，是上好活动课的前提和保障，它包括：活动方案设计、收集资料、教师课前实验、研究、制作、教学用具、材料、设备准备（录像、投影仪等）。 （二） 活动要点： 1． 活动以小组为单位，全班分成若干活动小组（每组4人）采取竞赛的形式进行活动。 2． 教师引导学生进行纸的强度和承重实验，确定实验目的，为进行纸桥设计做准备。 3． 课前要求学生收集桥的图片资料和有关材料力学方面的资料，课上研究设计纸桥的制作图纸。 4． 按照设计图纸制作纸桥。完成后，以组为单位进行展示，评比。 5． 纸桥的评比要求及标准： ① 制作时间：35分钟（30分） ②桥墩跨度20-25厘米，桥面宽5-7厘米（10分） ③桥的承重强、坚固 （以重物重量为准）跨度大的于要求可酌情加分 ④桥的造型美观（30分） ◇实施条件 1． 学生用活动器材 ⑴ 材料：八开图画纸若干张 每座桥用四张八开图画纸 ⑵ 用具：剪刀、糨糊、铅笔、橡皮、直尺、圆规、三角板等 ⑶ 架设物：图书、纸盒或木块等，由学生任意选择 2． 教具和设备 ⑴ 天平、砝码、石子等 ⑵ 录放像机、电视机各一台，实物投影仪一台 3． 场地要求 在普通教室内分组活动 4． 指导者的人力资源 ◇活动过程 （一）第一次活动：探究纸的形状与它所承受的重量的关系（或称：纸的强度试验）活动时间：45分钟 1． 导入： 用声像演示的手段向学生展示桥梁用各种物件，如工字型钢、角钢等（如图），使学生理解通过改变纸的形状，可以增加柔软纸的强度并能承载一定的重量。启发和引导学生探索，并用试验的方法，寻找更多的用改变纸的形状增加纸承载重量的方法。 2． 活动的开展 ⑴ 教师巡视学生试验过程并随机指导。 ⑵ 要求学生用文字、图表等不同形式把制作方案表述清楚。 ⑶ 将满意的设计图样制作成宽不小于5厘米，长不小于15厘米的“桥面”，并测量出它的承重量。选出小组内承重量最大的“桥面”，试分析承重量最大的原因，（用作架设物的书、纸盒或木块，由学生自由选择） ⑷ 成果展示与交流 每一小组选出一名同学，汇报并展示小组成果，组内同学补充。选出最佳设计方案。 3． 布置本次活动后的任务和下一次活动的内容： ⑴ 活动后查找资料或向教师、家长请教“物体形状和强度的关系”及科学原理。 ⑵ 根据本次活动的实验方法和有关资料的学习，初步构思纸桥的结构造型。 ⑶ 收集和查阅有关桥梁设计、造型方面的资料和图片。为纸桥的设计勾画草图。 （二）第二次活动：纸桥的设计 活动时间：45分钟 1． 导入： 教师布置本次活动预定完成的目标。 ⑴ 用同学们交流信息的方式，使学生对物体的形状与强度的关系有进一步的认识； ⑵ 通过同学展示所获得的资料、纸桥草图的方式启发学生思路。 2. 活动的开展： ⑴ 首先请同学们观赏部分桥梁的图片资料。本课要求各小组根据每个同学的构思和搜集的资料、图片共同研究纸桥的设计方案并画出图纸。（设计时间30分钟。） ⑵ 学生以组为单位开始活动（教师巡视） 3. 活动小结： 课上同学们进行了纸桥的图样设计，不完善的地方需进一步修改，特别是如何提高桥面的承重强度应作进一步的研究和探索并利用课余时间进行制作练习，为下节课纸桥的制作作好准备。 （三） 第三次活动：纸桥的制作 活动时间：45分钟 课前要求学生根据小组设计桥的方案准备好相应的材料和用具。 1．录像导入：展示前两节课活动过程。 2．活动的开展： 上节课进行了纸桥的设计，各组完成了制作图纸。本课要求各活动 小组根据本组设计的图纸，按制作要求密切合作，完成纸工桥的制作。 3．活动要求及评比规则：（师生共评） ⑴ 制作时间35分钟（30分）规定时间内未完成不得此项分。 ⑵ 跨度（10分） ⑶ 承重（30分） ⑷ 造型（ 30分） ⑸创造性 ⑹合作精神 2．作品展示： 选择若干完成纸桥制作的小组展示其作品，由各组选派一名同学谈设计制作的感受。 ◇活动小结： ⑴ 总结学生的活动情况。 ⑵ 肯定学生在活动中所表现出的创造能力及勇于探索、认真钻研的学习态度。 ⑶ 鼓励学生认真学好科学文化知识，掌握多方面的能力，做跨世纪人才。 ◇活动评价及总结 1．学生自我评价和教师的小结。 2． 请学生谈作品的设计思路、制作方法以及制作体会。
这个很简单。 我们学校纸桥比赛的时候，我们用两张A1纸和胶水做桥的时候，跨度50厘米，宽10CM质量小于150克。然后在中间承重，我们组的承了千克，拿了冠军。 你这个虽然只有一张A4纸，但是跨度只有15CM，宽度5CM 载重才600克，是完全可以达到的 1 卷两根纸杆，控制好大小，长度稍大于15就行了，也就是跨度，控制好纸的用量，不能用得太多 2 折两条纸带，不用太厚，因为纸带的抗拉能力很强，长度要比纸杆长1/3左右 3 把两根纸杆中间每隔一定长度加短的横杆将他们连起来（加4根就可以了，中间2根，两个边缘各一根），使得宽度不小于5就行了 4 将纸带的两边与纸杆两边分别连接起来（这时只带由于更长会垂下来），然后卷四根根稍短的纸杆对称的将纸杆撑在纸带上就可以了。最后形成一个上边长下边短的等腰梯形。四根短的纸杆也就从梯形的下顶点开始撑住上面纸杆的中间 最后做工要精细，做的好的话应该5千克是没问题的。如果要加高桥面的话可以在桥的两端加四根柱就可以了，作为桥墩，我们比赛时是没限制的 祝你成功！
没接触过 不过凭想象：1、纸桥越短越好2、纸桥纵向呈W状较稳固3、纸桥不可多次折叠 最好一次成型 你可以去百度的图片去搜索下 承重纸桥 关键词我刚看见很多造型的
1、首先准备好八张纸和透明胶布，纸张的长宽度要一样大，其中的两张要从中间撕开做四张用；
2、用撕开过的四张小一点的纸张做出如下图的样子，也就是卷起来，尽量卷得紧一点；
3、用两张大纸卷出两根长条，其实跟之前的那四条一样就是长一点，一样也要卷得紧一点哦；
4、再用一张大纸折出如下图的模样，像是一样槽钢，两边都折起来一厘米的边；
5、将四根小条对折，然后把折好的小条夹在长条上，每根长条上面加两个小的，然后用透明胶布固定；
6、把两根长条平行放好，然后把槽钢形的折纸放在上面作为桥面，用胶布固定住就可以了；
梁【bridge】指的是为道路跨越天然或人工障碍物而修建的建筑物。 桥梁一般讲由五大部件和五小部件组成,五大部件是指桥梁承受汽车或其他车辆运输荷载的桥跨上部结构与下部结构,是桥梁结构安全的保证.包括(1)桥跨结构(或称桥孔结构.上部结构)、(2)支座系统、(3)桥墩、(4)桥台、(5)墩台基础.五小部件是指直接与桥梁服务功能有关的部件,过去称为桥面构造.包括(1)桥面铺装、(2)防排水系统、(3)栏杆、(4)伸缩缝、(5)灯光照明. 一、桥梁的分类： 按用途分为公路桥、公铁两用桥、人行桥、机耕桥、过水桥。 按跨径大小和多跨总长分为小桥、中桥、大桥、特大桥。 按结构分为梁式桥,拱桥,钢架桥,缆索承重桥(斜拉桥和悬索桥)四中基本体系,此外还有组合体系桥 按行车道位置分为上承式桥、中承式桥、下承式桥 按使用年限可分为永久性桥、半永久性桥、临时桥 按材料类型分为木桥、圬工桥、钢筋砼桥、预应力桥、钢桥 桥梁分类 多孔跨径总长L（米） 单孔跨径L0（米） 特大桥 L≥500 L0≥100 大桥 L≥100 L0≥40 中桥 30 桥梁工程学的发展主要取决于交通运输对它的需要。古代桥梁以通行人、畜为主，载重不大，桥面纵坡可以较陡，甚至可以铺设台阶。在有重载马车之后，载重量逐步加大，桥面纵坡也必须使之平缓。这时的桥梁材料仍以木、石为主，铸铁和锻铁很少使用。 从桥梁的原始雏形——堤梁（及在浅滩溪涧中筑起一个个石堤，堤间流水，人从石堤上跨越）、独木桥、浮桥（架设在船只上的桥）和石拱到现在超千米跨度的悬索桥，桥梁工程在几千年的时间里发展可谓翻天覆地。然而桥梁工程能拥有这翻天覆地的发展取决于工程材料和工程技术迅猛发展的有力推动。在原始社会里，懵然无知的古人类还只是追求有一个起身的洞穴和能填饱肚子的食物，还不会想到桥。然而随着社会的发展，人类文明的进步，交通的不断发展，人们开始创造了桥。然而那时工程材料的使用仅限于天然的木和石块，且工程技术非常落后，所以人们只能建造简单的桥——堤梁、独木桥和简单的石拱。世界上现存最古老的石桥在希腊的伯罗奔尼撒半岛，是一座用石块干垒的单孔石拱桥，距今3500年左右建成。我国古代桥梁工程技术的发展在当时处于世界领先地位。公元590——608年建造在河北省赵县（叫）河上留存至今的隋代敞肩式单孔圆弧弓形石拱桥，即赵州桥。该桥全长，桥面宽约10m，采用28条并列的石条砌成拱券形成。拱券矢高。拱上设有4个小拱，既能减轻桥身自重，又便于排洪，且更显美观。该桥无论在材料使用、结构受力、艺术造型和经济上都达到极高成就，是世界上最早的敞肩式拱桥，早于欧洲同类桥约1000年。近代土木工程的时间跨度为从17世纪中叶至20世纪中叶的300年间。这个时期内土木工程的主要特征有：——有力学和结构理论作为指导；——砖、瓦、木、石等结构建筑材料得到日益广泛的使用；混凝土、钢材、钢筋混凝土及早期的预应力混凝土得到发展；——施工技术进步很大，建造规模日益扩大，建造速度大大加快。在这个时期内,以下几件大事对桥梁工程的影响巨大: (1)意大利学者伽利略在1638年出版的著作《关于两门新科学的谈话和数学证明》中论述了建筑材料的力学性质和梁的强度，首次用公式表达了梁的设计理论。 (2)英国科学家牛顿在1687年总结了力学三大定律它们是土木工程设计理论的基础。 (3)瑞士数学家欧拉1744年出版《曲线的变分法》建立了柱的压屈理论，得到计算柱的临界受压力的公式，为分析土木工程结构物的稳定问题奠定了基础。 (4)1824年英国人阿斯普.丁取得了波特兰水泥的专利权，1850年开始生产。这是形成混凝土的主要材料，使得混凝土在土木工程中得到广泛应用。后来，在20世纪初，有人发表了水灰比等学说，才初步奠定了混凝土强度的理论基础。 (5)1859年发明了贝塞麦转炉炼钢法，似的钢材得以大量生产，并愈来愈多地应用于土木工程。 (6)1867年法国人莫尼埃用铁丝加固混凝土制成花盆，并把这种方法应用到工程中，建造了一座蓄水池，这是应用钢筋混凝土的开端。1875年他主持建造了第一座长16m的钢筋混凝土桥。 (8)1779年英国用铸铁建成跨度为的拱桥；1826年英国用锻铁建成跨度为177m的悬索桥；1883年美国建成世界上第一座大跨钢悬索桥——布鲁克林桥；1890年英国又建成两孔主跨达521m的悬臂式刚架桥，这样，现代桥梁3种基本形式(梁桥、拱桥、悬索桥)相继出现。 自从有了铁路以后，桥梁所承受的载重逐倍增加，线路的坡度和曲线标准要求又高，且需要建成铁路网以增大经济效益，因此，为要跨越更大更深的江河、峡谷，迫使桥梁向大跨度发展。石材、木材、铸铁、锻铁等桥梁材料，显然不合要求，而钢材的大量生产正好满足这一要求。 在技术方面，只是凭经验修桥，曾使19世纪80～90年代的许多铁路桥发生重大事故；从这时起，正在发展中的结构力学理论得到了重视，而在它的静力分析理论完全确立并广泛普及之后，桥梁因强度不足而造成的事故显然大为减少。 二十世纪以来，公路交通有很大发展。在内陆，需要在更多的河流、峡谷之上建桥。在城市中，以及在各种交通线路相交处，需要建造立交桥。在沿海，既需在大船通航的河口、海湾、海峡修建特大跨度桥梁，又需在某些海岛与大陆之间修建长桥。 由于更多新技术新材料的出现，现代桥梁工程的发展尤其迅速，世界各国相继建造出超千米的桥梁。世界上跨径最大的预应力混凝土斜拉桥——西班牙的卢纳巴里奥斯桥,跨径达440m,采用了双面辐射形密索布置. 世界第一的悬索桥——日本明石海峡桥,横跨日本内海,使日本神户与淡路岛紧紧相连.这座大桥全长3190M,中央跨度1990m于1998年竣工.它可以承受里氏级地震.目前中国在建的一批公路桥梁，无论是桥梁的数量还是工程规模、技术难度、科技含量，都代表着当今世界的先进水平，创造了中国建桥史之最。据悉，这些桥梁主要有：阳逻长江大桥，主跨1280米的悬索桥；南京长江三桥，主跨648米的斜拉桥；润扬长江公路大桥，跨江连岛的主跨1490米悬索桥和406米斜拉桥组合；深圳湾跨海大桥，主跨180米独塔单索面斜拉桥；苏通长江公路大桥，主跨1088米的斜拉桥，居世界第一；杭州湾跨海大桥，按双向六车道高速公路标准建设，全长36公里，是世上在建最长的公路跨海大桥。一个国家同时在建这么多世界级桥梁，在世界上不多见。 桥梁需要大量修建，而人力、物力、财力有限；于是，不断提高技术水平，引用新材料、新工艺、新桥式，对结构行为进行更精确的数值分析，采用更精确的结构试验进行验证，以使桥梁建设的经济效益不断提高，已成为时代的要求。 桥梁工程学主要研究桥渡设计，包括选择桥址，决定桥梁孔径，考虑通航和线路要求以确定桥面高程，考虑基底不受冲刷或冻胀以确定基础埋置深度，设计导流建筑物等；桥式方案设计；桥梁结构设计；桥梁施工；桥梁检定；桥梁试验；桥梁养护等方面。 在建桥材料方面，以高强、轻质、低成本为选择的主要依据，近期仍以发展传统的钢材和混凝土为主，提高其强度和耐久性。对于建筑钢材的脆断机理、初始几何缺陷等，以及混凝土材料的非弹性问题(收缩徐变以及疲劳等)，将继续作充分的研究，使能正确控制结构的受力和变形。至于碳纤维塑料等在桥梁上的广泛应用，还必须在降低成本以后才有可能。 在桥梁勘察设计方面，随着交通事业的迅速发展，大跨度或复杂的桥型将不断涌现。高速公路的发展，对桥梁设计亦将提出新的要求。在桥式方案设计中，将有可能利用结构优化设计理论，借助电子计算机选出最佳方案。 在结构设计计算中，采用空间理论来分析桥梁整体受力已成为可能；以概率统计理论为基础的极限状态设计理论，将进一步反映在桥涵设计规范中，使桥梁设计的安全度得到科学合理的保证。桥梁美学作为时代、民族的文化在某些方面的反映，将愈来愈受到人们的重视：桥梁的面貌将蔚为大观。 在桥梁施工方面，对施工组织将充分利用电子计算机进行经济有效的管理。在施工技术中，将不断引用新技术和高效率、高功能的机具设备，借以提高质量、缩短工期、降低造价。如采用激光测量控制结构的精确定位；引用自升式水上平台克服深水基础的困难；利用遥控设备在沉井、沉箱中挖基，以减少劳动强度并避免人身危险；利用高质量的焊接技术，借能推广工地焊接等，此外，装配式桥梁也将有所发展，以使结构和构件标准化，生产工业化。 在桥梁养护维修方面，要求对既有桥梁建立完善的技术档案管理制度。在桥梁维修检查中，引用新型精密的测量仪表，如用声测法对结构材料的缺陷以及弹性模量进行测定；用手携式金相摄影仪检查钢材的晶体结构俾能及早进行加固防患于末然，以便延长桥梁的使用寿命。 桥梁工程始终是在生产发展与各类科学技术进步的综合影响下，遵循适用、安全、经济与美观的原则，不断的向前发展。人们除了要求桥的功能完善，还讲求桥的外形美观、有艺术性 ，桥梁地建造将更加复杂化，更加艺术化，桥梁的未来将更加多元化，是现代桥梁更现代，还是旧式桥梁的复兴，值得期待！ 中国桥梁的历史可以上溯到6000年前的氏族公社时代，到了1000多年前的隋、唐、宋三代，古代桥梁发展到了巅峰时期。公元35年东汉光武帝时，在今宜昌和宜都之间，出现了架 设在长江上的第一座浮桥。 在秦汉时期，我国已广泛修建石粱桥。世界上现在是保 存着的最长、工程最艰巨的石粱桥，就是我国于1053一1059年 在福建泉州建造的万安桥，也称洛阳桥，此桥长达800米，共47 孔，位于“波涛汹涌，水深不可址”的海口江面上。此桥以 磐石铺遍桥位底，是近代筏形基础的开端，并且独具匠心地用养殖海生牡蛎的方法胶固桥基使成整体，此也是世界上 绝无仅有的造桥方法，近千年前就能在这种艰难复杂的水文 条件下建成如此的长桥，实是中华桥梁史上一次勇敢的突破。 我国古代石拱桥的杰出代表是举世闻名的河北省赵 县的赵州桥（又称安济桥），该桥在隋大业初年（公元605年左 右）为李春所创建，是一座空腹式的圆弧形石拱桥，净跨37m, 宽9m，拱失高度7．23m，在拱圈两肩各设有二个跨度不等的腹 拱，这样既能减轻桥身自重，节省材料，又便于排洪、增加美 观，赵州桥的设计构思和工艺的精巧，不仅在我国古桥是首屈一指，据世界桥梁的考证，像这样的敞肩拱桥，欧洲到19世纪中叶才出现，比我国晚了一千二百多年，赵州桥的雕 刻艺术，包括栏板、望柱和锁口石等，其上狮象龙兽形态逼 真，琢工的精致秀丽，不愧为文物宝库中的艺术珍品，我国 石拱桥的建造技术在明朝时曾流传到日本等国，促进了与世 界各国人民的文化交流并增进了友谊。 1240年建造的福建潭州虎渡桥，也是最令人惊奇的一 座粱式大桥，此桥总长约335m，某些石粱长达23．7m，沿宽度 用三根石粱组成，每根宽1．7m，高1．9m，重达200多吨，该桥一直 保存至今”历史记载，这些巨大石梁桥是利用潮水涨落浮运建 设的，足见我国古代加工和安装桥梁的技术何等高超。 广东潮安县横跨韩江的湘子桥（又名广济桥）此桥始 建于公元1169年，全桥长517．95m，总共20墩19孔，上部结构有 石拱、木梁、石梁等多种型式，还有用18条活船组成的长达 97．30m的开合式浮桥，设置浮桥的目的，一方面适应大型商 船和上游木排的通过，并且也避免了过多的桥墩阻塞河道， 以致加剧桥基冲刷而造成水害，这座世界上最早的开合式 桥，柱石桥之长、石墩之大、桥梁之多以及施工条件之困难 工程历时之久，都是古代建桥史上所罕见的。。 1957年，第一座长江大桥——武汉长江大桥的胜利建 成，结束了我国万里长江无桥的状况，从此“一桥飞架南北，天堑变通途”，桥的正桥为三联3X128m的连续钢桁粱，双 线铁路上层公路桥面宽18m，两侧各设2．25m人行道，包括引 桥在内全桥总长1670．4物，大型钢梁的制造和架设、深水管柱基础的施工等，对发展我国现代桥染技术开创了新路。 1969年胜利建成了举世瞩目的南京长江大桥，这是我国自行设计、制造、施工，并使用国产高强钢材的现代大型桥梁，正桥除北岸第一孔为128m简支钢桁粱外，其余为9 孔3联，每联为3x l60m的连续钢桁粱。上层是公路桥面，下层 为双线铁路，包括引桥在内，铁路部分全长6772m，公路部 分为4589m，桥址处水深流急，河床地，质极为复杂桥墩基础 的施工非常困难。南京长江大桥的建成显示出我国的建桥事 业已达到了世界先进水平，也是我国桥梁史又一个重要标 志。 在最近的1000年中，中国的桥梁技术全面落后于世界的脚步，中国第一座现代化桥梁的出现距今仅100多年历史，而且是由外国人建造的。从钱塘江大桥算起，中国人自己设计现代桥梁的历史还不足70年；从南京长江大桥算起，中国人自行设计建造大型桥梁的历史仅34年。而九十年代以来，中国桥梁的成就才使我们重新无愧于祖先地站到了世界前列，这是中国桥梁建设的伟大复兴时代。改革开放以来的20多年中，中国的桥梁建造技术取得了举世瞩目的成就，前十年为此做了经济上、技术上和人才上的准备，九十年代迎来了跨越式的发展。展望未来，随着中国经济的发展，一批更大的越江跨海工程的建设，中国桥梁将会创造更辉煌的成就。中华民族的伟大复兴，必将造就一代巨人去引领世界桥梁的未来。 1990年四川省在宜宾市建成的小南门桥，跨径达到240米，已是当时世界上中承式拱桥中跨径最大的一座。2001年11月7日，小南门大桥因吊杆锈蚀造成部分桥面跨塌，在修复过程中，技术人员对全桥进行了检测，大桥整体结构依然完好。小南门大桥所付出的代价是创新的代价，没有创新我们就不可能一睹1400年前的赵州桥。 1991年，四川省苍溪县建成了中国第一座钢管混凝土拱桥——旺苍大桥，跨径115米。在此之后的几年中，各地虽然兴建了不少钢管混凝土拱桥，但跨径始终在200米以下徘徊，直到1998年，广西壮族自治区建成了三岸邕江大桥，一举将此类桥梁的跨径提高到270米；1999年又建成了跨径220米的六景大桥。此后，在湖北、浙江和贵州等省，跨径在250米左右的钢管混凝土公路、铁路拱桥开始增多。 1995年贵州省瓮安县建成江界河大桥，首次突破了中国混凝土拱桥跨径 300米大关,达到330米，一举成为世界最大的桁式组合拱桥。不仅如此，其拱顶桥面至水面高度达263米，居中国各类桥梁之首。大桥一跨飞跃乌江天险，主孔分108个桁片预制，运用桁架伸臂法悬拼架设，两岸引孔为桁式刚构，全桥轻盈简洁，凌空飞渡，气势不凡。 1997年重庆万县长江大桥建成。大桥位于万州区（原万县市）黄牛孔处，是上海至成都高速公路跨越峡江天险的特大型拱桥。大桥一跨飞渡长江，全长 米，主拱圈为钢管混凝土劲性骨架箱型混凝土结构，主跨420米，桥面宽24米，为双向四车道，是1995年贵州省瓮安县建成江界河大桥，首次突破了中国混凝土拱桥跨径 300米大关,达到330米，一举成为世界最大的桁式组合拱桥。不仅如此，其拱顶桥面至水面高度达263米，居中国各类桥梁之首。大桥一跨飞跃乌江天险，主孔分108个桁片预制，运用桁架伸臂法悬拼架设，两岸引孔为桁式刚构，全桥轻盈简洁，凌空飞渡，气势不凡。 华夏第一桥——江阴长江公路大桥，是我国“八五”规划的“两纵两横”国道主干线中沿海主骨架的跨江工程，是目前 中国第一、世界第四大跨径钢悬索桥。大桥由桥塔、主缆、锚旋和钢箱梁等主要部件组成。大桥全长3071 米，主跨1385米；桥面宽33．8米，双向六车道，设计车速100公里／小时；通航净空为50米，可通行五万 吨级巴拿马型散货轮。江阴长江公路大桥的两根主索，各长2400多米，直径近1米，每根重1．4万 多吨，主索用127根直径5．3毫米的钢丝搅成索，再由169股钢索组成主索。主桥每边有85个吊杆，每个吊杆2根，用以连结主索和桥面。 两岸索塔标高为196．236米，相当于65层搂高。北塔基长43．5米，宽73．5米，下有123根近90米长的基础桩。北锚的混凝土陈井平面长69米，宽51米（面积相当于一片足球场大）。沉入地面58米，被称为世界第一大沉井。江阴长江大桥于1994年11月22日正式开工，1999年10月1日胜利通车，名列“中国第一，世界第四”。 改革开放以来的20多年中，中国的桥梁建造技术取得了举世瞩目的成就，前十年为此做了经济上、技术上和人才上的准备，九十年代迎来了跨越式的发展。展望未来，随着中国经济的发展，一批更大的越江跨海工程的建设，中国桥梁将会创造更辉煌的成就。中华民族的伟大复兴，必将造就一代巨人去引领世界桥梁的未来。 高中物理课题研究改革实施策略论文 无论是在学校还是在社会中，大家一定都接触过论文吧，借助论文可以达到探讨问题进行学术研究的目的。你写论文时总是无从下笔？以下是我为大家整理的高中物理课题研究改革实施策略论文，欢迎阅读与收藏。 摘要： 当代教育改革提倡学生的全面发展，高中物理课题研究的改革则是新课改对学生科研素养、创造能力培养的充分体现，高中物理教师是这种科研素养培养的关键力量和引路人，教师要在让学生掌握知识的同时，同步推进科研素养、创造能力的培养，使学生各方面素质全面发展。 关键词 ：高中物理；课题研究；新课改； 随着新课程改革的大力推进，“核心素养”一词成为教育的热点话题，核心素养的是指：学生在接受相应学段的教育过程中逐步形成起来的适应个人终身发展与社会发展的人格品质与关键能力。而物理学科的核心素养即指，在核心素养的基础上加入物理学科的元素，学生通过物理知识的学习所形成的适合终身发展的品质与能力，被归纳为四个方面：物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。那么，如何在高中物理课堂贯彻实施核心素养，便成了当代高中物理教师新的关注点，本文主要对高中物理课题研究的改革进行了分析以及对改革后的课题研究应如何实施进行了阐述。高中物理课题研究的改革是教育改革中的典型案例，高中物理一线教师便是这一举措的实施者，同时也是课程开发的研究者，课题研究的设置就是为了培养学生的培养科研素养和创造能力，科研和创造不应只是高等教育的代名词，科学态度和科学思维需从小培养才有利于深入和内化成自身的素养，高中物理教师应积极跟随教育改革的步伐，提高对核心素养的培养意识，并提升相应的培养能力，为新时代培养全面发展的人。 一、高中物理新课改中教材的变化 （一）新课改中教材的变化 2004年和2019年人教版两版新旧教材主要在排版、内容、习题、插图等方面进行了调整，新教材在排版方面增加了每节正文右侧的空白栏及旁批内容，空白栏为学生作随堂笔记提供了便利。新教材的知识内容整体并未发生变化，但每本书及部分章节内容安排都进行调整，从目录到章小节内容都有调整的部分。在习题方面，新教材在每章末增加了A组和B组复习题与提高题，这种改版在一定程度上解决了旧教材习题数量过少、题目难度过低等问题。在插图方面，新教材更多选取了实际拍摄的图片，突出了物理生活化和时代化的特征。 （二）新课改中课题研究的变化 2004版必修1课题研究中研究的主题是“桥梁的研究”，2019版必修1的课题研究并没有给出指定的研究内容，而是提供了一个“研究样例”和一个“参考选题”，分别是“球形物体空气阻力大小与速率关系的研究”和“橡皮筋弹力与伸长量关系的研究”；2004版必修2课题研究中研究的主题是“潮汐现象”“潮汐发电”，2019版必修2课题研究提供的样例和选题分别是“关于甩手动作的物理原理研究”和“掷标枪动作的物理原理研究”。2004版教材的课题研究包含课题的得来、课题的规划、课题的实施三个部分。2019版教材的课题研究中的“研究样例”包含问题的提出、实验设计、实验过程和数据、数据处理和结论四个部分，并且给出了具体的实验数据和结果分析，“参考选题”与研究样例会用到同类型的解决方案，但参考选题只提出问题，此处考查学生的类比迁移能力，因此并没有给出具体的实验数据和结果分析。 二、课题研究改革分析 课题研究的变化同时也反映着教育改革的方向，包含着教育改革的改革思路和育人理念，分析课题研究的改革，也是在深入贯彻体会教育改革。 （一）从教材变化分析 旧教材主张放宽眼界，摆脱教材的限制，留意观察身边社会及自然的事物，对于不懂的问题要问个究竟、探个明白。而新版教材更加强调科研素养和创造能力的培养，研究的内容不受教科书的限制，学生根据自己对周围的事物观察和质疑，发现并提出自己值得研究的问题，把更多的主动权给了学生，让学生自己放手去做。不仅如此，新版教材充分考虑到中学生的知识储备和动手能力，所研究的课题需要以教材中学习过的知识为基础，是已掌握知识的实践延伸，在一定成熟的知识体系的帮助下，让中学生的研究变得不再“可望而不可即”。综观两版教材，不难发现课题研究的研究内容从大到小、从宽泛到具体、从难操作到易上手，研究过程也更加具体细化，旧版教材重在让学生思考已经给定的问题，自己观察并解决，而关于问题如何解决并没有具体的陈述和指导。新版教材则重在解决问题，在研究样例中，不仅给出了一整套的实施办法，还给出了具体的数据及完整的结论分析，如此一来，有了样例，学生便明白了探究性学习的一般程序，便可以仿照给定的程序，自行完成参考选题，或学生也可以自行发现并选择同类型的现实问题，进行探究性学习。这样不仅可以达到培养学生探究性学习能力的目的，也传授给了学生研究性学习的实施程序，让学生掌握搜集数据、分析数据的能力。 （二）从育人理念分析 中学生的传统学习模式使得他们并不具备完全的探究性学习的能力，再加上繁重的课业及考试压力，导致课题研究这一板块大多被师生所“遗弃”，而新版教材的课题研究充分考虑到以上因素，研究的主题与学生已掌握的知识充分结合，内容上也更加贴近学生的生活，操作过程更加容易实现，并且教材中给出了具体的操作方法，学生可以先参透研究样例，模仿或自行完成参考选题部分，也可自行选择同类型的现实问题，进行探究性学习。被安排具体的学习任务是高中生长期的学习习惯和模式，这样的学习模式有利于教学任务的开展和管理，却也养成了中学生的不良学习习惯，被动的接受和不懂就问，久而久之缺少了自己探索的意识和能力，而自己通过努力去解决各种问题恰恰是离开校园后必须具备的品质。新版教材的课题研究便充分弥补了这些不足，极大地锻炼了学生自我探究的意识，和运用已学知识去解决问题能力。 三、研究课题的实施策略 改革后的课题研究具体应怎样实施成了高中物理教师思考的关键问题，首先要明白课题研究改革后想要达到怎样的目标，从目标意义入手，谈课题研究的具体实施。 （一）课题研究的目标 （1）获得参与研究的体验“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”比研究出实验结果更重要的是研究的过程和体验，研究结果带来的成就感会随着时间流逝而消逝，但是在实验过程中获得的科学探究素养，却会贯穿物理学习始终。与此同时，探索的积极体验也会给学生物理方面的学习带来积极的影响。 （2）培养解决问题的意识能力研究课题的过程是学生独立探索研究的过程，期间会遇到许多意想不到的问题和困难，在这一过程中学生无法依赖教师，无论结果如何学生都必须通过探究、查阅资料等手段独立完成，由此一来，学生独自解决问题的意识和能力便得到了培养，久而久之，内化成自身具备的品质。 （3）培养科学态度和科学思维科学的态度和思维是进行科学研究的基础，具备了科学的态度和思维才能更好地为科学研究服务，教育改革也在向着培养学生核心素养的方向不断推进。课题研究的过程便可以充分培养学生的科学态度、科学思维等方面,培养学生的物理核心素养,达到促进学生全面发展的目标。 （4）培养科研素养和创造能力“冰冻三尺非一日之寒”，科研素养和创造能力的培养也绝非一日之功，这些都需要点滴的渗透，需要学生从实际的情境中感悟、体会，并提炼成自身具备的品质。培养学生的科研素养和创造能力是设置课题研究环节最主要目的，当代中学生缺乏培养科研素养和创造能力的大环境，基础教育对培养学生这方面素质的'重视度不够，课题研究的改革正是迈出了改进这样现状的一步，将教育改革不仅仅停留于书面口头，而是落实于实际，真正为培养学生的科研素养和创造能力做出实质贡献。 （5）激活各科学习中的知识储存书本上的知识都来自长久以来人们对生活现象的研究、总结，学生直接从书本上获得知识，由于缺乏了提出疑问、研究、总结的过程，知识就不能“活”在生活中，不仅仅是物理，各科学习都普遍存在这一问题，课题研究便为解决这一问题提供了平台，让学生激活各科学习中的知识储存，提高知识的相关性，使学生研究并尝试相关知识的综合运用。 （二）课题研究的实施策略 （1）教师指导研究的主题教师带领学生对所要研究主题的背景框架做初步的分析和了解，并对将要用到的基础知识做回顾梳理，申述注意事项，接下来引导学生说出研究过程中可能会用到的科学方法，并对这些研究方法作以详细的指导，让学生有足够的知识、技术储备，使得他们具备独立解决研究主题的基本能力。 （2）制订研究计划有了基础知识的支撑和对研究方法的了解掌握，此时就需要学生运用自己的逻辑思维和动手能力，根据研究样例的实验研究过程，自行制订研究计划、设计实验，设计具体实验步骤。在此阶段，教师将不再对学生设计的具体步骤进行干预，充分给予学生主动权，让学生自己积极探索、积极体验。 （3）研究实施学生将自己制订的研究计划和设计的实验步骤付诸实践，如无法得出结论，则需根据实际情况检查并修订第二步中制订的研究计划，然后实施修改后的方案计划，再次研究实施，直到得出数据。 （4）处理数据，总结结论学生进行多次试验，并根据自己测得的实验数据，进行详细的分类、统计，并且分析数据之间的关系，排除误差数据，从中发现一定的规律，经总结得出结论。将实验过程及得出的结论进行整理、撰写为纸质版报告。 （5）组织研究成果的交流研讨教师组织学生在课堂上分享自己的研究成果，互相讨论研究的过程。在该阶段，教师则需要对学生研究过程进行评价，并对其中的错误进行指正，带领学生总结分析成功或失败的原因。 （6）研究效果评估这一阶段是教师参与的环节，教师可以引入多元化的学生评价方式来评估，按照一定的比例来综合，评定学生课题研究部分的成果，并对本次活动的总体效果进行总结，归纳大多数学生在研究中遇到并难以解决的问题，在平时的教学活动中对此类问题的解决办法加以渗透，以此提高学生的综合能力。 四、课题研究改革对现代教育的启示 课堂上的学习是学习方式的一种，但研究性学习的研究过程，将来在实际工作中所遇到的各种问题，多数会以这种研究的方式来解决。学校里教育，不应该以应对考试为最高目标，应是培养全面发展的人，不仅要有过硬的文化知识功底，也要具备创新能力和科研素养，学习到的知识或许不为今后职业生涯所用，但钻研探究的意识，却是学生终身受益的良好精神品质。现代教育也应积极向改革方向靠拢，对学生的教育不仅仅局限于知识维度的提升，更需提高对各方面能力的重视度，着眼于学生的未来，培养更多能够独立解决困难的人，和具备科研精神、科研素养的人。 学习的知识也不应该仅仅只为考试服务，教师应时刻立足于核心素养的培养，随着改革的思路转变育人理念，让学生能够通过物理知识的学习，形成适合终身发展的能力与品质。学生的未来关乎国家今后的发展，国家的发展需要科研技术的支持，科研人才的培养需靠高等教育的栽培，但科研精神和科研素养要从小培养意识，这就要依赖于基础教育，只有从小培养研究问题的意识，才能更好地具备科研精神和素养，为以后成为科研人才打下坚实基础。 五、结束语 高中物理课题研究的变化主要体现在研究主题的选择和研究过程，研究主题将物理生活化、抽象的概念简单化，细化研究过程，以学生为主体，给学生更多的主动权和发展空间，充分体现着新课改的育人理念，注重学生科研素养和创造能力培养，致力于学生的全面发展。高中物理课题研究的改革也是新课改乃至教育改革的一个缩影，高中物理教师应紧跟教育改革的步伐，紧抓核心素养，适当调整自己的教学策略，重视对学生科研素养和创造能力培养，培养全面发展的人。 六、参考文献 [1]王可.人教版高中物理必修教材中物理学科核心素养的体现分析[D].曲阜:曲阜师范大学,2020. [2]曾彪.数学分析课程开展研究性学习的意义和途径[J].科技风,2021(2):40-42. [3]刘雯霞.人教版新旧高中物理教材对比分析与教学思考[D].洛阳:洛阳师范学院,2020. [4]李大亮.基于核心素养的2019人教版高中物理教材分析[D].洛阳:洛阳师范学院,2020. 既然你这么急，给你推荐一个人吧 他能帮你的，很快Q9281 06483 高中物理课题研究改革实施策略论文 无论是在学校还是在社会中，大家一定都接触过论文吧，借助论文可以达到探讨问题进行学术研究的目的。你写论文时总是无从下笔？以下是我为大家整理的高中物理课题研究改革实施策略论文，欢迎阅读与收藏。 摘要： 当代教育改革提倡学生的全面发展，高中物理课题研究的改革则是新课改对学生科研素养、创造能力培养的充分体现，高中物理教师是这种科研素养培养的关键力量和引路人，教师要在让学生掌握知识的同时，同步推进科研素养、创造能力的培养，使学生各方面素质全面发展。 关键词 ：高中物理；课题研究；新课改； 随着新课程改革的大力推进，“核心素养”一词成为教育的热点话题，核心素养的是指：学生在接受相应学段的教育过程中逐步形成起来的适应个人终身发展与社会发展的人格品质与关键能力。而物理学科的核心素养即指，在核心素养的基础上加入物理学科的元素，学生通过物理知识的学习所形成的适合终身发展的品质与能力，被归纳为四个方面：物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。那么，如何在高中物理课堂贯彻实施核心素养，便成了当代高中物理教师新的关注点，本文主要对高中物理课题研究的改革进行了分析以及对改革后的课题研究应如何实施进行了阐述。高中物理课题研究的改革是教育改革中的典型案例，高中物理一线教师便是这一举措的实施者，同时也是课程开发的研究者，课题研究的设置就是为了培养学生的培养科研素养和创造能力，科研和创造不应只是高等教育的代名词，科学态度和科学思维需从小培养才有利于深入和内化成自身的素养，高中物理教师应积极跟随教育改革的步伐，提高对核心素养的培养意识，并提升相应的培养能力，为新时代培养全面发展的人。 一、高中物理新课改中教材的变化 （一）新课改中教材的变化 2004年和2019年人教版两版新旧教材主要在排版、内容、习题、插图等方面进行了调整，新教材在排版方面增加了每节正文右侧的空白栏及旁批内容，空白栏为学生作随堂笔记提供了便利。新教材的知识内容整体并未发生变化，但每本书及部分章节内容安排都进行调整，从目录到章小节内容都有调整的部分。在习题方面，新教材在每章末增加了A组和B组复习题与提高题，这种改版在一定程度上解决了旧教材习题数量过少、题目难度过低等问题。在插图方面，新教材更多选取了实际拍摄的图片，突出了物理生活化和时代化的特征。 （二）新课改中课题研究的变化 2004版必修1课题研究中研究的主题是“桥梁的研究”，2019版必修1的课题研究并没有给出指定的研究内容，而是提供了一个“研究样例”和一个“参考选题”，分别是“球形物体空气阻力大小与速率关系的研究”和“橡皮筋弹力与伸长量关系的研究”；2004版必修2课题研究中研究的主题是“潮汐现象”“潮汐发电”，2019版必修2课题研究提供的样例和选题分别是“关于甩手动作的物理原理研究”和“掷标枪动作的物理原理研究”。2004版教材的课题研究包含课题的得来、课题的规划、课题的实施三个部分。2019版教材的课题研究中的“研究样例”包含问题的提出、实验设计、实验过程和数据、数据处理和结论四个部分，并且给出了具体的实验数据和结果分析，“参考选题”与研究样例会用到同类型的解决方案，但参考选题只提出问题，此处考查学生的类比迁移能力，因此并没有给出具体的实验数据和结果分析。 二、课题研究改革分析 课题研究的变化同时也反映着教育改革的方向，包含着教育改革的改革思路和育人理念，分析课题研究的改革，也是在深入贯彻体会教育改革。 （一）从教材变化分析 旧教材主张放宽眼界，摆脱教材的限制，留意观察身边社会及自然的事物，对于不懂的问题要问个究竟、探个明白。而新版教材更加强调科研素养和创造能力的培养，研究的内容不受教科书的限制，学生根据自己对周围的事物观察和质疑，发现并提出自己值得研究的问题，把更多的主动权给了学生，让学生自己放手去做。不仅如此，新版教材充分考虑到中学生的知识储备和动手能力，所研究的课题需要以教材中学习过的知识为基础，是已掌握知识的实践延伸，在一定成熟的知识体系的帮助下，让中学生的研究变得不再“可望而不可即”。综观两版教材，不难发现课题研究的研究内容从大到小、从宽泛到具体、从难操作到易上手，研究过程也更加具体细化，旧版教材重在让学生思考已经给定的问题，自己观察并解决，而关于问题如何解决并没有具体的陈述和指导。新版教材则重在解决问题，在研究样例中，不仅给出了一整套的实施办法，还给出了具体的数据及完整的结论分析，如此一来，有了样例，学生便明白了探究性学习的一般程序，便可以仿照给定的程序，自行完成参考选题，或学生也可以自行发现并选择同类型的现实问题，进行探究性学习。这样不仅可以达到培养学生探究性学习能力的目的，也传授给了学生研究性学习的实施程序，让学生掌握搜集数据、分析数据的能力。 （二）从育人理念分析 中学生的传统学习模式使得他们并不具备完全的探究性学习的能力，再加上繁重的课业及考试压力，导致课题研究这一板块大多被师生所“遗弃”，而新版教材的课题研究充分考虑到以上因素，研究的主题与学生已掌握的知识充分结合，内容上也更加贴近学生的生活，操作过程更加容易实现，并且教材中给出了具体的操作方法，学生可以先参透研究样例，模仿或自行完成参考选题部分，也可自行选择同类型的现实问题，进行探究性学习。被安排具体的学习任务是高中生长期的学习习惯和模式，这样的学习模式有利于教学任务的开展和管理，却也养成了中学生的不良学习习惯，被动的接受和不懂就问，久而久之缺少了自己探索的意识和能力，而自己通过努力去解决各种问题恰恰是离开校园后必须具备的品质。新版教材的课题研究便充分弥补了这些不足，极大地锻炼了学生自我探究的意识，和运用已学知识去解决问题能力。 三、研究课题的实施策略 改革后的课题研究具体应怎样实施成了高中物理教师思考的关键问题，首先要明白课题研究改革后想要达到怎样的目标，从目标意义入手，谈课题研究的具体实施。 （一）课题研究的目标 （1）获得参与研究的体验“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”比研究出实验结果更重要的是研究的过程和体验，研究结果带来的成就感会随着时间流逝而消逝，但是在实验过程中获得的科学探究素养，却会贯穿物理学习始终。与此同时，探索的积极体验也会给学生物理方面的学习带来积极的影响。 （2）培养解决问题的意识能力研究课题的过程是学生独立探索研究的过程，期间会遇到许多意想不到的问题和困难，在这一过程中学生无法依赖教师，无论结果如何学生都必须通过探究、查阅资料等手段独立完成，由此一来，学生独自解决问题的意识和能力便得到了培养，久而久之，内化成自身具备的品质。 （3）培养科学态度和科学思维科学的态度和思维是进行科学研究的基础，具备了科学的态度和思维才能更好地为科学研究服务，教育改革也在向着培养学生核心素养的方向不断推进。课题研究的过程便可以充分培养学生的科学态度、科学思维等方面,培养学生的物理核心素养,达到促进学生全面发展的目标。 （4）培养科研素养和创造能力“冰冻三尺非一日之寒”，科研素养和创造能力的培养也绝非一日之功，这些都需要点滴的渗透，需要学生从实际的情境中感悟、体会，并提炼成自身具备的品质。培养学生的科研素养和创造能力是设置课题研究环节最主要目的，当代中学生缺乏培养科研素养和创造能力的大环境，基础教育对培养学生这方面素质的'重视度不够，课题研究的改革正是迈出了改进这样现状的一步，将教育改革不仅仅停留于书面口头，而是落实于实际，真正为培养学生的科研素养和创造能力做出实质贡献。 （5）激活各科学习中的知识储存书本上的知识都来自长久以来人们对生活现象的研究、总结，学生直接从书本上获得知识，由于缺乏了提出疑问、研究、总结的过程，知识就不能“活”在生活中，不仅仅是物理，各科学习都普遍存在这一问题，课题研究便为解决这一问题提供了平台，让学生激活各科学习中的知识储存，提高知识的相关性，使学生研究并尝试相关知识的综合运用。 （二）课题研究的实施策略 （1）教师指导研究的主题教师带领学生对所要研究主题的背景框架做初步的分析和了解，并对将要用到的基础知识做回顾梳理，申述注意事项，接下来引导学生说出研究过程中可能会用到的科学方法，并对这些研究方法作以详细的指导，让学生有足够的知识、技术储备，使得他们具备独立解决研究主题的基本能力。 （2）制订研究计划有了基础知识的支撑和对研究方法的了解掌握，此时就需要学生运用自己的逻辑思维和动手能力，根据研究样例的实验研究过程，自行制订研究计划、设计实验，设计具体实验步骤。在此阶段，教师将不再对学生设计的具体步骤进行干预，充分给予学生主动权，让学生自己积极探索、积极体验。 （3）研究实施学生将自己制订的研究计划和设计的实验步骤付诸实践，如无法得出结论，则需根据实际情况检查并修订第二步中制订的研究计划，然后实施修改后的方案计划，再次研究实施，直到得出数据。 （4）处理数据，总结结论学生进行多次试验，并根据自己测得的实验数据，进行详细的分类、统计，并且分析数据之间的关系，排除误差数据，从中发现一定的规律，经总结得出结论。将实验过程及得出的结论进行整理、撰写为纸质版报告。 （5）组织研究成果的交流研讨教师组织学生在课堂上分享自己的研究成果，互相讨论研究的过程。在该阶段，教师则需要对学生研究过程进行评价，并对其中的错误进行指正，带领学生总结分析成功或失败的原因。 （6）研究效果评估这一阶段是教师参与的环节，教师可以引入多元化的学生评价方式来评估，按照一定的比例来综合，评定学生课题研究部分的成果，并对本次活动的总体效果进行总结，归纳大多数学生在研究中遇到并难以解决的问题，在平时的教学活动中对此类问题的解决办法加以渗透，以此提高学生的综合能力。 四、课题研究改革对现代教育的启示 课堂上的学习是学习方式的一种，但研究性学习的研究过程，将来在实际工作中所遇到的各种问题，多数会以这种研究的方式来解决。学校里教育，不应该以应对考试为最高目标，应是培养全面发展的人，不仅要有过硬的文化知识功底，也要具备创新能力和科研素养，学习到的知识或许不为今后职业生涯所用，但钻研探究的意识，却是学生终身受益的良好精神品质。现代教育也应积极向改革方向靠拢，对学生的教育不仅仅局限于知识维度的提升，更需提高对各方面能力的重视度，着眼于学生的未来，培养更多能够独立解决困难的人，和具备科研精神、科研素养的人。 学习的知识也不应该仅仅只为考试服务，教师应时刻立足于核心素养的培养，随着改革的思路转变育人理念，让学生能够通过物理知识的学习，形成适合终身发展的能力与品质。学生的未来关乎国家今后的发展，国家的发展需要科研技术的支持，科研人才的培养需靠高等教育的栽培，但科研精神和科研素养要从小培养意识，这就要依赖于基础教育，只有从小培养研究问题的意识，才能更好地具备科研精神和素养，为以后成为科研人才打下坚实基础。 五、结束语 高中物理课题研究的变化主要体现在研究主题的选择和研究过程，研究主题将物理生活化、抽象的概念简单化，细化研究过程，以学生为主体，给学生更多的主动权和发展空间，充分体现着新课改的育人理念，注重学生科研素养和创造能力培养，致力于学生的全面发展。高中物理课题研究的改革也是新课改乃至教育改革的一个缩影，高中物理教师应紧跟教育改革的步伐，紧抓核心素养，适当调整自己的教学策略，重视对学生科研素养和创造能力培养，培养全面发展的人。 六、参考文献 [1]王可.人教版高中物理必修教材中物理学科核心素养的体现分析[D].曲阜:曲阜师范大学,2020. [2]曾彪.数学分析课程开展研究性学习的意义和途径[J].科技风,2021(2):40-42. [3]刘雯霞.人教版新旧高中物理教材对比分析与教学思考[D].洛阳:洛阳师范学院,2020. [4]李大亮.基于核心素养的2019人教版高中物理教材分析[D].洛阳:洛阳师范学院,2020. 桥梁的构造，除较原始的独木桥、汀步桥以及浮桥外，一般均由跨空部分和跨空支承部分构成，即桥墩与桥身组成。（一）梁桥，根据其所用材料和构造情况，可分为木梁桥和石梁桥。“木梁桥”包括木梁木柱桥、木梁石柱桥、木梁石墩桥、木撑架桥，其中“木梁石柱桥”是从木梁木柱这种原始的木桥发展而来的。“石梁桥”包括石梁石柱桥、石梁石墩桥、石伸臂桥（类似木伸臂桥）、三边石梁桥、漫水石梁桥、石板平桥（多见于园林“曲桥”和“纤道桥”）。其中以“石梁石墩桥”最为常见。这种桥比用石墩木梁又更进一步，避免了木梁桥面易于腐朽、常需维修的缺点。桥梁中还有一种与浮桥相结合的桥式，即“开合式桥”。其中间浮桥可根据需要开合启闭。如潮安县的湘子桥。其东西两端是石梁桥，中间则用十八只木船搭成浮桥相连接，以利排渲洪水，及“通巨舰，排放木筏”之用。（二）拱桥，根据其构造情况以及拱券的圆弧和排列形式可分为：陡徒和坦拱式拱桥、尖拱和圆拱式拱桥、连拱和固端式拱桥，单孔和多孔式拱桥、实腹和空腹式拱桥，以及虹桥等等。其拱券的圆弧则有半圆、马蹄、全圆、锅底、蛋圆、椭圆、抛物线圆及折边等形式，排列形式则有并列和横联两种，其中横联式应用最多，并派生出镶边横联券和框式横联券两种。（三）索桥，根据其采用不同质地的绳索及过度和构造形式，可分为竹索、铁索、藤索和溜索桥、城防吊桥，以及单索、双索、多索网状桥、并列多索桥等。桥梁的桥型：梁桥、浮桥、索桥、拱桥、木桥、石桥、砖桥、竹桥、盐桥、冰桥、藤桥、铁桥、苇桥、石柱桥、石墩桥、漫水桥、伸臂式桥、廊桥、风雨桥、竹板桥、石板桥、开合式桥、溜索桥、三边形拱桥、尖拱桥、圆拱桥、连拱桥、实腹拱桥、坦拱桥、徒拱桥、虹桥、渠道桥、曲桥、纤道桥、十字桥，以及栈道、飞阁等等 一、桥梁建筑美学 自古以来，建筑（包括桥梁建筑）与绘画、雕塑被称为三大造型艺术（又称为空间艺术或视觉艺术）。它和其他门类艺术有共同的特征，如：鲜明的形象、强烈的艺术感染力、 、反映时代特征等。但是桥梁建筑艺术作为实用艺术，又有它自己独特的艺术特征。 功能价值与审美价值的统一。桥梁建筑不仅要表现出结构上的稳定连续、强劲力感和跨越能力，而且要有美的形态与内涵，只有内容和形式的高度统一，才能显示出不朽的生命力。 艺术和技术紧密相关。技术本身也是美的因素之一，计算力学、钢筋混凝土的发展，才使各式轻巧、大跨的桥梁得以出现。 桥梁建筑美的基本因素： 一．统一和谐 二．均衡稳定 三．比例协调 四．韵律优美 统一和谐 多样统一是形式美的一种高级形态，也是创造形式美的最高要求。从本质上讲，多样统一的和谐规律与人类社会和自然界一切事物的发展规律相一致。 一、 多样统一 多样统一产生和谐是自古希腊以来美学家们一向极为看重和追求的。毕达哥拉斯学派的美学思想就是建立在自然科学基础上的和谐，他们认为"美就是和谐"，"和谐是杂多的统一"，和谐的事物可以引起人们生理和心理上的共鸣，因此就产生了美感。并从数的和谐又联系到音乐的节奏乃至建筑上的柱、门窗等构造要素的排列，形成了衡量美的客观理论性尺度。 多样统一，一般表现为两种形态，即有差异的统一和对立的统一。前者属于各种不同量的因素之间的变化，如各种形式要素的多少、高低、长短、大小等，呈现出一渐变的调和美。后者是指各种不同因素之间的对立统一，如刚柔。明暗、冷暖。浓淡等有规律的组合，这种形态往往造成强烈的感观效果，在对比中见统一。 在桥梁建筑设计中应该注意在变化中呈对比，于对比中求和谐。这里变化多样是基础，差异对比是手段，统一和谐是目的。 二、桥梁建筑中多样统一手法 桥梁及周围环境的复杂多样是必然的，桥梁的组成有上部结构、下部结构、附属结构，又有主桥、引桥之分，不同部位的组成部分各有不同的功能，不同的功能又表现为不同的形式，而所构成的桥梁整体，要完成一个具体的总的目的或功能。因此，一切都要围绕着这个目的，使整个桥梁建筑自身及与周边环境成为有机的整体，而不是杂乱无章、支离破碎。 1．多样中求统一 从复杂的结构中提出各种可以互相统一的因素，起到衔接。联系和协调的作用，使整体看起来"天在无缝"。如桥梁中栏杆。灯柱、行杆。桥墩、跨度一般采用整齐划一，相同形态、相同间距或有规律的变化，从而起到整体统一协调、简洁明快的效果。 2．统一中求多样 单纯的同一是统一的最简单形式，过多的"同"不可避免地会产生单调。呆板。所以，同中求异，统一中求多样。求变化，才能营造情趣与韵味。 如纵观卢沟桥柱头上的狮子，它们的间距、大小、轮廓都是统一的，内容上也以表达狮子的情态为主旨而统一，但细看这485个石狮却是千姿百态，趣味无穷，堪称一绝。 3．结构体系统一 桥梁各局部设计要体现整体划一的概念，避免产生孤立、离散、自成体系的不和谐现象，这在设计中是非常重要的。 4．结构形态的统一 恰当地处理次要部位对主体部分的从属关系，使所有细部形态从属于总体的几何形态，用相似的几何形态将各个部分协调在一起，如同音乐中主旋律反复出现一样，产生和谐统一美感。 均衡稳定 中国美学家朱光潜先生曾说"美的形体无论如何复杂，大概含有一个基本原则，就是平衡和匀称。" 桥梁建筑是一种空间实体结构，通过它的外在形象所展示的体量就有一种均衡稳定感。 左右的对比存在着是否均衡的问题，上下的对比就产生了是否稳定的问题，二者相互关联。一般来说，均衡的建筑外观常常能满足稳定的要求。 一、 均衡 均衡是大自然赋于人类生理上的一种本能要求。一方面人们从实践中已逐渐形成了一整套与重力有联系的审美体验；另一方面由于视觉的特点，能给予审美感受上的满足。桥梁建筑作为视觉艺术，应该注意强调均衡中心，或者说只有容易觉察的均衡，才会令人满意。 均衡分静态均衡与动态均衡，前者主要指在静力状态下的体量。形态的均衡，后者指依靠运动来求得瞬间平衡的形态，如乌的飞翔、动物的跑跳等。桥梁建筑其固定不变的形态自然属静态均衡，但由于在结构上的对称与非对称，又可分对称均衡与非对称均衡，前者对称的形态引起稳定、平和、安全、满足的美感，后者不对称的形态使在静态中具有运动的趋势，产生类似动态均衡的心理诱惑力，令人兴奋、激动，有一种生机勃勃的勉力。 二、对称均衡 对称形式大然是均衡的。生物体态是对称的，如人及动物都是凭借左右两侧对称的器官才能保持机体的平衡。因而对称形式符合人的生理要求与心理习惯，必然产生美感。 在传统美学中认为对称就是美，也是自古以来重要的构图手法。如古希腊的雅典神庙、巴黎圣母院，罗马教堂以及我国的故宫、大坛。大安门广场……等等都是对称形式，表现出肃穆、端庄。大部分古今中外桥梁所采取的布局也都是对称形式。我国古代桥梁更是具有良好的对称均衡性，多孔桥大多为三、五、七、九等奇数跨。一般中孔大边孔渐小，这不仅可以在水深急流的河中心不设桥墩，利于通航，而且在主从关系分明、均衡稳定上也是得当的，如 11孔的卢沟桥、北京颐和园十七孔桥等均是如此。 三、 非对称均衡 对称处理得当，具有对称美。然而它只是多元美中的一元，并非仅只有对称桥等均是如此。 三、 非对称均衡 对称处理得当，具有对称美。然而它只是多元美中的一元，并非仅只有对称才美，若不分场合、不分功能一味追求对称，则会流于平庸呆板。况且由于环境。地理条 条件诸多因素难以处理，许多桥梁并不适合采用对称形式。 在建筑上，现代派认为对称是古典主义原则，是一种世代相传的潜在习惯。而在经济上、美学上如不因势利导，对称布置极易造成浪费和呆滞。特别是随着现代建筑中新技术、新工艺。新结构的不断发展，人们的建筑观点已自发地倾向于不对称结构，几乎作为一种"革命"冲破对称模式的约束，不拘一格自由多变，追求新、奇。巧、变，充分发挥非对称的自由、灵活、生动、经济、轻快、活泼的优点以及动态的美感，突出个性，适应多层次审美心理要求，以显示人类现代文明生活中的丰富多采。 这种建筑思潮自然也影响到桥梁建筑，近年来，国内外桥梁建筑也有不少这方面的大胆尝试，出现了别具一格、造型新颖、令人赞叹的杰作。 比例协调 和谐的比例与尺度是建筑形态美的必要条件。 圣·奥古斯丁说："美是各部分的适当比例，再加一种悦目的颜色"；关于建筑的美，维特鲁威斯所著粮筑十书冲认为建筑之美在于比例，建筑的理论是："证明和说明建筑物的比例与规则的能力"；17世纪法国建筑家法兰梭亚·布龙台称："建筑上整体的美来自绝对的、简单的可以认为的数学上的比例"；几乎所有的美学家、建筑学家都一致认为比例在建筑艺术上的重要性。 合乎比例或优美的比例是建筑美的根本法则，适宜的数比关系是建筑形式美的理性表达，是建筑外观合乎逻辑的显现。 工程建筑和谐美，体现在量上就是寻求比例与尺度的协调，对桥梁建筑这种单维突出的结构，协调比例尤为重要。 一、比例与尺度的概念 比例是艺术领域中诸相对面间的度量关系（数比关系为其一）。一般是指建筑物各部分相对尺寸，狭意的说指整体或局部的长、宽、高尺寸间关系，广义的看还包含实体与空间之间，虚与实之间，封闭与开敞之间，凹凸之间，高低之间，明暗之间，刚柔之间。 尺度是指建筑整体或局部给人感觉上的印象与其真实大小之间的关系，或者说是可变要素与不变要素的对比。 简言之：比例是物与物的相比；尺度是物与人（或其他易识别的不变要素）间相比，前者只表明各种相对面间的相对度量关系，不需涉及具体尺寸。但尺度是感觉上的印象。是建筑与人的关系方面的一种性质。当建筑物和人体以及内在感情之间建立起紧密而简洁的关系时，建筑物的实用、美观、舒适等更为明显。 二、桥梁建筑的比例 桥梁各个局部及整体的比例是以其固有的功能关系和结构关系为艺术构思前提的，必须在深刻了解桥梁结构内在规律的基础上去寻求桥梁体态匀称和比例和谐，决不能违背结构关系和力学原理。 比例的概念和一定历史时期的技术条件、功能要求以及一定的思想内容是分不开的。比如古代石梁、石拱相对厚重，预应力混凝土技术使桥梁的跨越能力大大提高，与旧的结构相比就显得十分纤细。 一座桥梁，其各部分的比例只有达到匀称和谐时，才能构成优美的形象。但实际上比例处理不当也是"常见病"，比如，挪威特罗姆斯港桥，其悬臂孔跨径较边孔跨径还小，显得布置缺少章法。另外，净高和跨径之比为左右，显得桥墩过细过高而比例失调，缺乏稳定感。 三、桥梁建筑的尺度 建筑的一切取决于人的要求，所以，人是衡量建筑尺度的最直接、最明显的标志。对桥来说，与人体功能紧密相关的踏步、栏杆扶手、行驶的车辆等都是辅助标志。良好的建筑尺度应当从建筑物及其局部的大小同它本身用途相适应的程度，及其大小与周围环境相适应的程度来理解，由这种综合的判断获得的尺度感可以分为三类： 1． 自然尺度 一般情况下，人的视觉印象尺寸和真实尺寸之间是一致的，这就是正常尺度，也称自然尺度。桥梁的自然尺度就是要求桥梁的整体与局部和人体等尺度标志之间形成合乎功能要求、合乎常情的空间外观，给人一种真实、自然、亲切的感觉。例如，城市桥梁相距较近、关系密切，应当具备令人舒适、便利的尺度。 2． 雄伟尺度 有时，为了满足精神功能要求或赋予建筑以特殊的性格（如纪念性），往往有意识地采用夸大的尺度，使建筑的视觉尺寸印象超过真实尺寸，显得更大、更有力、更雄伟壮观。大型桥梁建筑环境空间宽广无垠，桥梁凌空架设，因而大多选用长、大、高的尺度以构成壮观、磅礴的气势。 3． 亲切尺度 使建筑空间比它实际尺寸看上去小一些，产生一种自由的、非正规的亲切感，建筑必须具有与功能、环境协调的良好尺度，就像人有好的风度一样。不适宜德、夸大虚假的尺度会使人产生装腔作势的不愉快感。我们乐于领受桥梁的雄伟壮观，也喜欢园林小桥典雅、秀丽的风姿。 韵律优美 一、节奏与韵律 节奏一词源于生活，富于音乐，是表现乐音的高下缓急即重音与音程的重复和交替，又称节奏的强弱快慢。诗歌中的韵律为音韵、节律，韵古称作均；律即规律，韵律即和谐优美的旋律。 事实上节奏与韵律是密不可分的统一体，是一种生理和心理上的需要，是美感的共同语言，是创作和感受的关键。 按我国古代"阴阳生万物"的哲学，桥梁建筑中直线的、刚劲的、明亮的、坚实的构件如塔；梁、柱、墩等被赋予"阳性"，而建筑中曲线的、柔和的、幽暗的、虚空的如曲线的拱。主缆、拉索、桥上桥下空间……等属于阴性，阳性为实，阴性为虚，虚实相生，对立统一。其交替组合及变化，能产生变化无穷的节奏与韵律。 人称"建筑是凝固的音乐"就是因为它们都是通过节奏与韵律的体现而造成美的感染力。成功的建筑总是以明确动人的节奏和韵律显扬于世，将无声的建筑变为生动的语言和音乐。 二、韵律的表现手法 工程建筑上的节奏与韵律是通过体量大小的区分，空间虚实的交替，构件排列的疏密、长短的变化，曲柔刚直的穿插……等变化来实现的，具体手法有以下几种： < 1.连续韵律 以一种或几种建筑要素连续地重复排列而形成，可以获得整齐划一、简洁统一、连续流畅的美感。如桥梁上的栏杆、灯柱的连续排列。 2.渐变韵律 建筑上的连续结构要素按一定的规律或秩序进行微差变化可以增加建筑物的生动性、情趣性，有助于取得真体和谐美。如多孔桥的孔径变化，吊桥的吊索长短变化。 3.起伏韵律 节奏进行强弱、大小、高低、虚实、曲直等有规则变化，或按一定规律时而增加时而减少，可形成激情的起伏韵律。如颐和园的玉带桥，中部突出隆起，似玉带飘扬。 4.交错韵律 运用各种形式要素作有规律的纵横交错、相互穿插等手法，构成虚实进退、明暗相间、色彩变化的韵律感。 二、桥的分类 梁式桥 在竖直荷载作用下，梁的截面只承受弯短，支座只承受竖直方向的力。多孔架桥的梁在桥墩上不连续的称为简支梁；在桥墩上连续的称为连续梁；在桥墩上连续，在桥孔内中断，线路在桥孔内过渡到另一根梁上的称为悬臂梁。支承在悬臂上的简支架称为挂梁；伸出有悬臂的梁称为锚梁。架式桥的梁身可以做成实腹的，也可以做成空腹的（称为桁梁）。 拱式桥 在竖直荷载作用下，作为承重结构的拱肋主要承受压力。拱桥的支座则不但要承受竖直方向的力，还要承受水平方向的力。因此拱桥对基础与地基的要求比梁桥要高。下图分别表示上承式拱桥（桥面在拱肋的上方）、中承式拱桥（桥面一部分在拱肋上方，一部分在拱助下方）与下承式拱桥（桥面在拱肋下方）。仅供人、言行走的拱桥可以把桥面直接铺在拱肋上。而通行现代交通工具的拱桥，桥面必须保持一定的平直度，不能直接铺在曲线形的拱肋上，因此要通过立柱或吊杆将桥面间接支承在拱肋上。 斜拉桥 斜拉桥日文称"斜张桥"，德文称"斜索桥"，英文称"拉索桥（Cable Stayed Bridge）"。将梁用若干根斜拉索拉在塔在上，便形成斜拉桥。与多孔梁桥对照起来看，一根斜拉索就是代替一个桥墩的（弹性）支点，从而增大了桥梁的跨度。 斜拉桥这种结构型式古已有之。但是由于斜拉索中所受的力很难计算和很难控制，所以一直没有得到发展和广泛应用。直到本世纪中，由于电子计算机的出现，解决了索力计算难的问题，以及调整装置的完善，解决了索力的控制问题，使得斜拉桥成为近50年内发展最快，应用日广的一种桥型。 悬索桥 桥面支承在悬索（通常称大揽）上的桥称为悬索桥。英文为Suspension Bridge，是"悬挂的桥梁"之意，故也有译作"吊桥"的。"吊桥"的悬挂系统大部分情况下用"索"做成，故译作"悬索桥"，但个别情况下，"索"也有用刚性杆或键杆做成的，故译作"悬索桥"不能涵盖这一类用桥。和拱肋相反，悬索的截面只承受拉力。简陋的只供人、畜行走用的悬索桥常把桥面直接铺在悬索上。通行现代交通工具的悬索桥则不行，为了保持桥面具有一定的平直度，是将桥面用吊索挂在悬索上。和拱桥不同的是，作为承重结构的拱肋是刚性的，而作为承重结构的悬索则是柔性的。为了避免在车辆驶过时，桥面随着悬索一起变形，现代悬索桥一般均设有刚性梁（又称加劲梁）。桥面铺在刚性梁上，刚性梁吊在悬索上。现代悬索桥的悬索一般均支承在两个塔柱上。塔顶设有支承悬索的鞍形支座。承受很大拉力的悬索的端部通过锚碇固定在地基中，个别也有固定在刚性梁的端部者，称为自锚式悬索桥。 现代桥梁通常分为梁式桥、拱式桥、斜拉桥及悬索桥四类。近年来，中学教材和教辅资料中出现了一些相关内容和习题，从技术应用的角度展示了物理学与社会生活的联系，体现了物理与技术的结合，培养了学生观察、探究身边物理现象的兴趣和能力。本文择取几例，加以解析与点评，仅供参考。一、梁式桥梁式桥是以受弯为主的主梁作为主要承重构件的桥梁。按主梁的静力图示，梁式桥又可分为简支梁桥、连续梁桥和伸臂梁桥三类。前两类梁桥从古到今，屡见不鲜。目前世界最大的钢桁梁桥主跨已达549 m。人们不太熟悉的伸臂梁桥，在山东科学技术出版社发行的《普通高中课程标准实验教科书物理I(必修)》第92面有图文介绍，使人一目了然，笔者不再赘述(该课本为课标诸多新教材之一，以下简称为“山科本”)。例l 不同劲度的材料各有用处。混凝土坚硬，但缺乏弹性，容易在拉伸时断裂，而钢筋耐拉伸，所以在混凝土预制桥梁桥板的承受张力的部位用钢筋来加固。正确地放置钢筋的位置，可以使桥梁更加牢固。如图1所示，桥梁加固钢筋位置正确的是 ( )解析 当物体压在该桥梁上时，桥墩内侧桥板的上表面受的是压力，下表面受的是拉力。桥墩外侧桥板上表面受的是拉力，下表面受的是压力。为了使钢筋受到的都是拉力，所以应当按图1(a)所示的方式放置钢筋。点评 题的关键是体会桥梁各部分承受的是压力还是拉力。类似问题在山科本第68面也有图文介绍。二、拱式桥拱式桥是以承受轴向压力为主的拱(称为主拱圈)作为主要承重构件的桥梁。我国古代能工巧匠建造出许多结构精美的拱桥，如赵州桥等，堪称早期拱形桥的经典。山科本第87面有图文介绍，并简述了力学原理。目前世界最大的钢拱桥为上海卢浦大桥，主跨为550 m。已建成的较大跨度的拱桥还有重庆万州长江大桥(混凝土拱桥，主跨达420 m)及湖南凤凰乌巢河石拱桥(主跨达120m)。例2 轻轨“明珠线”的建成，缓解了徐家汇地区的交通拥挤状况，请在图2中画出拱形梁在A点的受力示意图。这种拱形桥的优点是 。解析 根据力的分解原理，拱形梁在A处的受力方向应为切向(如图2所示中补画的箭头所示)。其优点是：梁身所受的力通过切向传递，最终将受力传递给桥墩，同时形成较大的跨度空间。点评 本题为上海2002年春季招生试题之一。在技术上，这种桥面在拱肋下方的拱形桥属于下承式拱桥。由于在拱脚处用一被称为系杆的纵向水平拉杆将两拱脚连接起来(图2中未画出，其作用是减小拱肋对桥墩的水平推力)，故下承式拱桥又称系杆拱桥。三、斜拉桥典型示意图如图3所示，它由主梁、斜拉紧主梁的钢索以及支承钢索的索塔等部分组成。斜拉桥的钢索拉成直线，与索塔、桥面(主梁)构成稳定的三角形结构；与具有多个桥墩的连续梁桥对照，一根(对)斜拉索就是代替一个桥墩的(弹性)支点，故主梁同弹性支承上的连续梁性能相似，其刚度比悬索桥大，而主梁跨径一般介于梁式桥与悬索桥之间。目前世界上最大的斜拉桥主跨达890 m。我国已位居世界前列的钢结构与混合结构的斜拉桥有南京长江二桥(主跨628m)、上海杨浦大桥(主跨602m)、上海徐浦大桥(主跨590m)；预应力混凝土结构斜拉桥有重庆长江二桥(主跨444m )、铜陵长江二桥(主跨432m)、郧阳汉江桥(主跨414m)、武汉长江二桥(主跨400m)。斜拉桥是近年来应用最广的桥梁。例3 如图4所示，重力为G的均匀吊桥处于水平位置时，三根平行钢索与桥面均成30°，点间距ab=bc=cd＝dO，若每根钢索受力相同，则每根钢索受力大小为 ( )解析 若以0点为转轴(设每根钢索拉力均为F)，由力矩平衡关系可有解得F＝2/3G,故选择选项D。点评：与图3相对照，图4相当于斜拉桥索塔某一侧的一部分。实际的斜拉桥十分复杂，仅钢索分布就有单面布索或双面布索、密索或少索、平行状或放射状等多种形式，故设计时斜拉索的受力计算要在综合诸多因素后由大型计算机处理，施工中索力的控制与调整也极为精密。本题仅为最简化的模型(本题为全国中学生力学竞赛试题)。四、悬索桥是以承受拉力的钢索或链索(均称为主索)作为主要承重构件的桥梁。它由主索、索塔、锚碇、吊索(或吊杆)、桥面等部分组成，基本示意图如图5所示。主索主要承受拉力，一般用抗拉强度高的钢材制作，可以充分利用材料的强度，且具有用料省、自重轻等特点，因而在各类桥梁中跨越能力最大(跨径可达到1000 m以上)。悬索桥的主要缺点是刚度小。例4 l999年lO月，我国第一座跨度超千米的特大悬索桥在江阴正式通车。该桥主跨为1385 m，桥全长3071 m，桥下通航高度为50m，两岸的桥塔高196 m。横跨长江南北两岸的两根主缆绕过桥塔顶鞍座，由南北锚碇固定，整个桥面和主缆的万吨重量都悬在这两根主缆上。为计算方便起见，其整体结构可简化为如图6所示，每根主缆的张力约为( )A．2．4万吨 B．6万吨C．12万吨 D．24万吨解析 图6中大桥受整个桥面和主缆的总重力以及四段钢索的拉力，这些力的合力为零，大桥处于静止的平衡状态。这些力可等效为平面共点力系，设其延长线相交于O点，其受力图如图7所示。设总重力为G(×108N)，四段钢缆每段拉力均为F，则由相似三角形关系解得F＝×108N。故选择选项B。点评 实际悬索桥计算甚为复杂，本题作此简化，学生就可以根据中学物理知识进行估算了。 一、桥梁建筑美学 自古以来，建筑（包括桥梁建筑）与绘画、雕塑被称为三大造型艺术（又称为空间艺术或视觉艺术）。它和其他门类艺术有共同的特征，如：鲜明的形象、强烈的艺术感染力、 、反映时代特征等。但是桥梁建筑艺术作为实用艺术，又有它自己独特的艺术特征。 功能价值与审美价值的统一。桥梁建筑不仅要表现出结构上的稳定连续、强劲力感和跨越能力，而且要有美的形态与内涵，只有内容和形式的高度统一，才能显示出不朽的生命力。 艺术和技术紧密相关。技术本身也是美的因素之一，计算力学、钢筋混凝土的发展，才使各式轻巧、大跨的桥梁得以出现。 桥梁建筑美的基本因素： 一．统一和谐 二．均衡稳定 三．比例协调 四．韵律优美 统一和谐 多样统一是形式美的一种高级形态，也是创造形式美的最高要求。从本质上讲，多样统一的和谐规律与人类社会和自然界一切事物的发展规律相一致。 一、 多样统一 多样统一产生和谐是自古希腊以来美学家们一向极为看重和追求的。毕达哥拉斯学派的美学思想就是建立在自然科学基础上的和谐，他们认为"美就是和谐"，"和谐是杂多的统一"，和谐的事物可以引起人们生理和心理上的共鸣，因此就产生了美感。并从数的和谐又联系到音乐的节奏乃至建筑上的柱、门窗等构造要素的排列，形成了衡量美的客观理论性尺度。 多样统一，一般表现为两种形态，即有差异的统一和对立的统一。前者属于各种不同量的因素之间的变化，如各种形式要素的多少、高低、长短、大小等，呈现出一渐变的调和美。后者是指各种不同因素之间的对立统一，如刚柔。明暗、冷暖。浓淡等有规律的组合，这种形态往往造成强烈的感观效果，在对比中见统一。 在桥梁建筑设计中应该注意在变化中呈对比，于对比中求和谐。这里变化多样是基础，差异对比是手段，统一和谐是目的。 二、桥梁建筑中多样统一手法 桥梁及周围环境的复杂多样是必然的，桥梁的组成有上部结构、下部结构、附属结构，又有主桥、引桥之分，不同部位的组成部分各有不同的功能，不同的功能又表现为不同的形式，而所构成的桥梁整体，要完成一个具体的总的目的或功能。因此，一切都要围绕着这个目的，使整个桥梁建筑自身及与周边环境成为有机的整体，而不是杂乱无章、支离破碎。 1．多样中求统一 从复杂的结构中提出各种可以互相统一的因素，起到衔接。联系和协调的作用，使整体看起来"天在无缝"。如桥梁中栏杆。灯柱、行杆。桥墩、跨度一般采用整齐划一，相同形态、相同间距或有规律的变化，从而起到整体统一协调、简洁明快的效果。 2．统一中求多样 单纯的同一是统一的最简单形式，过多的"同"不可避免地会产生单调。呆板。所以，同中求异，统一中求多样。求变化，才能营造情趣与韵味。 如纵观卢沟桥柱头上的狮子，它们的间距、大小、轮廓都是统一的，内容上也以表达狮子的情态为主旨而统一，但细看这485个石狮却是千姿百态，趣味无穷，堪称一绝。 3．结构体系统一 桥梁各局部设计要体现整体划一的概念，避免产生孤立、离散、自成体系的不和谐现象，这在设计中是非常重要的。 4．结构形态的统一 恰当地处理次要部位对主体部分的从属关系，使所有细部形态从属于总体的几何形态，用相似的几何形态将各个部分协调在一起，如同音乐中主旋律反复出现一样，产生和谐统一美感。 均衡稳定 中国美学家朱光潜先生曾说"美的形体无论如何复杂，大概含有一个基本原则，就是平衡和匀称。" 桥梁建筑是一种空间实体结构，通过它的外在形象所展示的体量就有一种均衡稳定感。 左右的对比存在着是否均衡的问题，上下的对比就产生了是否稳定的问题，二者相互关联。一般来说，均衡的建筑外观常常能满足稳定的要求。 一、 均衡 均衡是大自然赋于人类生理上的一种本能要求。一方面人们从实践中已逐渐形成了一整套与重力有联系的审美体验；另一方面由于视觉的特点，能给予审美感受上的满足。桥梁建筑作为视觉艺术，应该注意强调均衡中心，或者说只有容易觉察的均衡，才会令人满意。 均衡分静态均衡与动态均衡，前者主要指在静力状态下的体量。形态的均衡，后者指依靠运动来求得瞬间平衡的形态，如乌的飞翔、动物的跑跳等。桥梁建筑其固定不变的形态自然属静态均衡，但由于在结构上的对称与非对称，又可分对称均衡与非对称均衡，前者对称的形态引起稳定、平和、安全、满足的美感，后者不对称的形态使在静态中具有运动的趋势，产生类似动态均衡的心理诱惑力，令人兴奋、激动，有一种生机勃勃的勉力。 二、对称均衡 对称形式大然是均衡的。生物体态是对称的，如人及动物都是凭借左右两侧对称的器官才能保持机体的平衡。因而对称形式符合人的生理要求与心理习惯，必然产生美感。 在传统美学中认为对称就是美，也是自古以来重要的构图手法。如古希腊的雅典神庙、巴黎圣母院，罗马教堂以及我国的故宫、大坛。大安门广场……等等都是对称形式，表现出肃穆、端庄。大部分古今中外桥梁所采取的布局也都是对称形式。我国古代桥梁更是具有良好的对称均衡性，多孔桥大多为三、五、七、九等奇数跨。一般中孔大边孔渐小，这不仅可以在水深急流的河中心不设桥墩，利于通航，而且在主从关系分明、均衡稳定上也是得当的，如 11孔的卢沟桥、北京颐和园十七孔桥等均是如此。 三、 非对称均衡 对称处理得当，具有对称美。然而它只是多元美中的一元，并非仅只有对称桥等均是如此。 三、 非对称均衡 对称处理得当，具有对称美。然而它只是多元美中的一元，并非仅只有对称才美，若不分场合、不分功能一味追求对称，则会流于平庸呆板。况且由于环境。地理条 条件诸多因素难以处理，许多桥梁并不适合采用对称形式。 在建筑上，现代派认为对称是古典主义原则，是一种世代相传的潜在习惯。而在经济上、美学上如不因势利导，对称布置极易造成浪费和呆滞。特别是随着现代建筑中新技术、新工艺。新结构的不断发展，人们的建筑观点已自发地倾向于不对称结构，几乎作为一种"革命"冲破对称模式的约束，不拘一格自由多变，追求新、奇。巧、变，充分发挥非对称的自由、灵活、生动、经济、轻快、活泼的优点以及动态的美感，突出个性，适应多层次审美心理要求，以显示人类现代文明生活中的丰富多采。 这种建筑思潮自然也影响到桥梁建筑，近年来，国内外桥梁建筑也有不少这方面的大胆尝试，出现了别具一格、造型新颖、令人赞叹的杰作。 比例协调 和谐的比例与尺度是建筑形态美的必要条件。 圣·奥古斯丁说："美是各部分的适当比例，再加一种悦目的颜色"；关于建筑的美，维特鲁威斯所著粮筑十书冲认为建筑之美在于比例，建筑的理论是："证明和说明建筑物的比例与规则的能力"；17世纪法国建筑家法兰梭亚·布龙台称："建筑上整体的美来自绝对的、简单的可以认为的数学上的比例"；几乎所有的美学家、建筑学家都一致认为比例在建筑艺术上的重要性。 合乎比例或优美的比例是建筑美的根本法则，适宜的数比关系是建筑形式美的理性表达，是建筑外观合乎逻辑的显现。 工程建筑和谐美，体现在量上就是寻求比例与尺度的协调，对桥梁建筑这种单维突出的结构，协调比例尤为重要。 一、比例与尺度的概念 比例是艺术领域中诸相对面间的度量关系（数比关系为其一）。一般是指建筑物各部分相对尺寸，狭意的说指整体或局部的长、宽、高尺寸间关系，广义的看还包含实体与空间之间，虚与实之间，封闭与开敞之间，凹凸之间，高低之间，明暗之间，刚柔之间。 尺度是指建筑整体或局部给人感觉上的印象与其真实大小之间的关系，或者说是可变要素与不变要素的对比。 简言之：比例是物与物的相比；尺度是物与人（或其他易识别的不变要素）间相比，前者只表明各种相对面间的相对度量关系，不需涉及具体尺寸。但尺度是感觉上的印象。是建筑与人的关系方面的一种性质。当建筑物和人体以及内在感情之间建立起紧密而简洁的关系时，建筑物的实用、美观、舒适等更为明显。 二、桥梁建筑的比例 桥梁各个局部及整体的比例是以其固有的功能关系和结构关系为艺术构思前提的，必须在深刻了解桥梁结构内在规律的基础上去寻求桥梁体态匀称和比例和谐，决不能违背结构关系和力学原理。 比例的概念和一定历史时期的技术条件、功能要求以及一定的思想内容是分不开的。比如古代石梁、石拱相对厚重，预应力混凝土技术使桥梁的跨越能力大大提高，与旧的结构相比就显得十分纤细。 一座桥梁，其各部分的比例只有达到匀称和谐时，才能构成优美的形象。但实际上比例处理不当也是"常见病"，比如，挪威特罗姆斯港桥，其悬臂孔跨径较边孔跨径还小，显得布置缺少章法。另外，净高和跨径之比为左右，显得桥墩过细过高而比例失调，缺乏稳定感。 三、桥梁建筑的尺度 建筑的一切取决于人的要求，所以，人是衡量建筑尺度的最直接、最明显的标志。对桥来说，与人体功能紧密相关的踏步、栏杆扶手、行驶的车辆等都是辅助标志。良好的建筑尺度应当从建筑物及其局部的大小同它本身用途相适应的程度，及其大小与周围环境相适应的程度来理解，由这种综合的判断获得的尺度感可以分为三类： 1． 自然尺度 一般情况下，人的视觉印象尺寸和真实尺寸之间是一致的，这就是正常尺度，也称自然尺度。桥梁的自然尺度就是要求桥梁的整体与局部和人体等尺度标志之间形成合乎功能要求、合乎常情的空间外观，给人一种真实、自然、亲切的感觉。例如，城市桥梁相距较近、关系密切，应当具备令人舒适、便利的尺度。 2． 雄伟尺度 有时，为了满足精神功能要求或赋予建筑以特殊的性格（如纪念性），往往有意识地采用夸大的尺度，使建筑的视觉尺寸印象超过真实尺寸，显得更大、更有力、更雄伟壮观。大型桥梁建筑环境空间宽广无垠，桥梁凌空架设，因而大多选用长、大、高的尺度以构成壮观、磅礴的气势。 3． 亲切尺度 使建筑空间比它实际尺寸看上去小一些，产生一种自由的、非正规的亲切感，建筑必须具有与功能、环境协调的良好尺度，就像人有好的风度一样。不适宜德、夸大虚假的尺度会使人产生装腔作势的不愉快感。我们乐于领受桥梁的雄伟壮观，也喜欢园林小桥典雅、秀丽的风姿。 韵律优美 一、节奏与韵律 节奏一词源于生活，富于音乐，是表现乐音的高下缓急即重音与音程的重复和交替，又称节奏的强弱快慢。诗歌中的韵律为音韵、节律，韵古称作均；律即规律，韵律即和谐优美的旋律。 事实上节奏与韵律是密不可分的统一体，是一种生理和心理上的需要，是美感的共同语言，是创作和感受的关键。 按我国古代"阴阳生万物"的哲学，桥梁建筑中直线的、刚劲的、明亮的、坚实的构件如塔；梁、柱、墩等被赋予"阳性"，而建筑中曲线的、柔和的、幽暗的、虚空的如曲线的拱。主缆、拉索、桥上桥下空间……等属于阴性，阳性为实，阴性为虚，虚实相生，对立统一。其交替组合及变化，能产生变化无穷的节奏与韵律。 人称"建筑是凝固的音乐"就是因为它们都是通过节奏与韵律的体现而造成美的感染力。成功的建筑总是以明确动人的节奏和韵律显扬于世，将无声的建筑变为生动的语言和音乐。 二、韵律的表现手法 工程建筑上的节奏与韵律是通过体量大小的区分，空间虚实的交替，构件排列的疏密、长短的变化，曲柔刚直的穿插……等变化来实现的，具体手法有以下几种： < 1.连续韵律 以一种或几种建筑要素连续地重复排列而形成，可以获得整齐划一、简洁统一、连续流畅的美感。如桥梁上的栏杆、灯柱的连续排列。 2.渐变韵律 建筑上的连续结构要素按一定的规律或秩序进行微差变化可以增加建筑物的生动性、情趣性，有助于取得真体和谐美。如多孔桥的孔径变化，吊桥的吊索长短变化。 3.起伏韵律 节奏进行强弱、大小、高低、虚实、曲直等有规则变化，或按一定规律时而增加时而减少，可形成激情的起伏韵律。如颐和园的玉带桥，中部突出隆起，似玉带飘扬。 4.交错韵律 运用各种形式要素作有规律的纵横交错、相互穿插等手法，构成虚实进退、明暗相间、色彩变化的韵律感。 二、桥的分类 梁式桥 在竖直荷载作用下，梁的截面只承受弯短，支座只承受竖直方向的力。多孔架桥的梁在桥墩上不连续的称为简支梁；在桥墩上连续的称为连续梁；在桥墩上连续，在桥孔内中断，线路在桥孔内过渡到另一根梁上的称为悬臂梁。支承在悬臂上的简支架称为挂梁；伸出有悬臂的梁称为锚梁。架式桥的梁身可以做成实腹的，也可以做成空腹的（称为桁梁）。 拱式桥 在竖直荷载作用下，作为承重结构的拱肋主要承受压力。拱桥的支座则不但要承受竖直方向的力，还要承受水平方向的力。因此拱桥对基础与地基的要求比梁桥要高。下图分别表示上承式拱桥（桥面在拱肋的上方）、中承式拱桥（桥面一部分在拱肋上方，一部分在拱助下方）与下承式拱桥（桥面在拱肋下方）。仅供人、言行走的拱桥可以把桥面直接铺在拱肋上。而通行现代交通工具的拱桥，桥面必须保持一定的平直度，不能直接铺在曲线形的拱肋上，因此要通过立柱或吊杆将桥面间接支承在拱肋上。 斜拉桥 斜拉桥日文称"斜张桥"，德文称"斜索桥"，英文称"拉索桥（Cable Stayed Bridge）"。将梁用若干根斜拉索拉在塔在上，便形成斜拉桥。与多孔梁桥对照起来看，一根斜拉索就是代替一个桥墩的（弹性）支点，从而增大了桥梁的跨度。 斜拉桥这种结构型式古已有之。但是由于斜拉索中所受的力很难计算和很难控制，所以一直没有得到发展和广泛应用。直到本世纪中，由于电子计算机的出现，解决了索力计算难的问题，以及调整装置的完善，解决了索力的控制问题，使得斜拉桥成为近50年内发展最快，应用日广的一种桥型。 悬索桥 桥面支承在悬索（通常称大揽）上的桥称为悬索桥。英文为Suspension Bridge，是"悬挂的桥梁"之意，故也有译作"吊桥"的。"吊桥"的悬挂系统大部分情况下用"索"做成，故译作"悬索桥"，但个别情况下，"索"也有用刚性杆或键杆做成的，故译作"悬索桥"不能涵盖这一类用桥。和拱肋相反，悬索的截面只承受拉力。简陋的只供人、畜行走用的悬索桥常把桥面直接铺在悬索上。通行现代交通工具的悬索桥则不行，为了保持桥面具有一定的平直度，是将桥面用吊索挂在悬索上。和拱桥不同的是，作为承重结构的拱肋是刚性的，而作为承重结构的悬索则是柔性的。为了避免在车辆驶过时，桥面随着悬索一起变形，现代悬索桥一般均设有刚性梁（又称加劲梁）。桥面铺在刚性梁上，刚性梁吊在悬索上。现代悬索桥的悬索一般均支承在两个塔柱上。塔顶设有支承悬索的鞍形支座。承受很大拉力的悬索的端部通过锚碇固定在地基中，个别也有固定在刚性梁的端部者，称为自锚式悬索桥。 车工技师论文--用普通数控车床准确加工母线为非圆曲线的工件摘要：讨论了用普通数控车床准确加工母线为非圆曲线工件的插补技术要点，编制了通用的加工程序生成软件。只需将工件的母线方程和几何参数输入该软件，即可生成NC 代码加工程序，并可在计算机上动画模拟加工全过程。该软件应用于GSK-928 型数控车床加工时取得了良好效果。 1 引言 普通数控车床的数控系统内存有限，计算功能不足，在拟合加工曲线时，一般只能采用直线插补和圆弧插补两种方式。因此，用普通数控车床加工母线为非圆曲线的工件时较为困难，尤其对于一些母线较复杂而对形状精度要求较高的非圆曲线工件，其加工难度更大。为简化母线为非圆曲线工件的加工程序编制，提高对该类工件的加工准确性和适应性，本文提出一种针对母线为非圆曲线工件的准确加工方法，并编制了相应的通用加工程序生成软件，经在数控车床上实际应用，效果良好。 2 提高插补精度的技术要点 选择圆弧插补方式 在选择加工曲线插补方式时，由于直线插补方式的曲线划分段数必须足够多才能保证较高加工精度，因此占用内存较大。为兼顾对各种加工曲线的通用性，合理利用内存，保证较高加工精度，采用圆弧插补方式比较有利。 以等弦长曲线内各微曲线的平均曲率半径作为插补圆半径 曲线上某点的曲率圆与曲线在该点具有相同的切线和曲率。用划分好的各曲线段的曲率半径作为圆弧插补半径，可使圆弧插补半径始终与曲线的弯曲程度较好吻合，从而保证较高的插补精度。因此，求取准确的曲率半径是保证插补准确性的关键。若以等坐标长对曲线进行划分，则对于沿该坐标不均匀变化的曲线，其在不同坐标点的曲线形状变化对曲率准确性的影响不容忽视。为此，我们采用了沿曲线走向以等弦长进行曲线划分的方法。由于该段曲线是以经过再细分的许多微线段的平均曲率半径作为其曲率半径，所以即使对于起伏较大、变化很不均匀的曲线，也能获得较好的拟合效果。其实现方法为借助计算机快速、准确的运算能力，用极小的递增量划分曲线并计算各段微曲线的曲率半径，将所得点到起点的直线距离与指定长度相比较，一旦达到规定的弦长长度时即产生一个插补点，计算出该段所有微曲线的平均曲率半径并将其作为圆弧插补半径。然后再将该点作为新一段曲线段的起点，寻找下一个插补点。如此类推，直至将整条曲线划分完毕。微曲线各点的曲率半径pi和各等弦长曲线段的平均曲率半径p可通过各微曲线段端点的一阶导数y'和二阶导数y" 计算求得，即 式中m——曲线段内微曲线段的段数加工精度要求较高的工件时，应采用较小的弦长进行划分，以增加插补点，提高曲线拟合精度。当然，具体操作时需对数控系统内存和工艺要求进行综合考虑，以求达到最佳加工效果。曲线各圆弧的凹凸性可通过比较该曲线段两端点函数值的平均值与该曲线段中点的函数值进行判断，若〔f(x1)+ f(x2)〕/ 2 f[( x1 + x2)/2]，则x1和x2间的曲线为下凹。 合理设计走刀方向由于普通数控车床的数控系统内存有限(如GSK-928 数控系统内存仅为28K)，因此合理、充分地利用内存是制定加工工艺时必须考虑的一个重要因素。为充分利用内存，粗加工时可采用径向走刀方案(见图1a)。由于径向走刀的多次循环会产生许多插补数据，因此与轴向走刀相比可明显节省内存空间，从而可增加精加工的插补点数，提高插补精度。精加工则采用沿曲线轴向走刀、圆弧插补的加工方案(见图1b)。 图1 走刀方向示意图3 加工程序的生成建立了圆弧插补数学模型后，用C语言生成加工文本文件。首先定义一个文件指针fp，用fp创建一个文本文件，将其工作状态设置为写方式，然后用fprintf()函数将NC指令和插补数据以NC代码格式写入加工文件，写圆弧插补的程序段形式如：fprintf( fp“ N%d G%d X% Z% R%”，n，aotu，x，y，r)，其中变量n、aotu、x、y、r分别代表程序段号、圆弧方向、x向坐标、z向坐标和插补圆标半径。插补数据的计算和插补条件由C语言for循环语句控制。程序流程如图2 所示。 图2 程序流程图4 加工程序生成软件的应用根据被加工工件图纸要求，将母线曲线函数及尺寸参数输入源程序，进行应用功能选择后，即可实现以下的应用操作。 加工过程的动画模拟仿真程序中设计了一个加工过程模拟仿真与显示子程序。输入工件的母线方程、尺寸参数并选择模拟仿真操作方式后，运行该子程序，即可以动画形式模拟出加工的全过程。该过程与实际加工状况相吻合，并可显示出工件加工完后的真实形状，使操作人员能迅速、直观地验证加工程序的正确性，也可作为选用刀具和加工参数的参考依据。 切削加工将应用方式选择为切削操作，则加工软件可生成粗、精加工的刀尖坐标和换刀数据，利用通讯软件将系统编译生成的加工数据发送到车床数控系统，经光学对刀、设置加工原点和刀号、刀偏值等常规操作后，即可在机床数控面板上操作运行，进行切削加工。应用该加工软件在GSK-928 型数控车床上加工母线为双曲函数、指数函数等多种复杂形状的超声变幅杆等工件，均取得了良好效果。5 结语本文采用以等弦长划分曲线、以平均曲率半径作为插补圆半径等方法，提高了插补准确性和对不同曲线的适应性，并编制了相应的加工程序生成软件。对于插补数据容量超出系统内存容量的程序，可将程序在加工转折点分为若干个小程序，按顺序采用分段发送、分段加工的方法解决。该软件具有较强的通用性，对在普通数控车床上加工母线为非圆曲线的工件尤其适用，很适合小批量加工及工件母线类型和尺寸更换频繁的加工场合。 摘要:介绍了普通车床的数控改造条件,同时介绍了对CA6140车床的主传动系统和进给传动系统进行了数控化改造 的过程。改造后的数控车床的加工能力、自动化水平和加工精度明显提高。同时介绍了该车床机电联动调试的经验。 关键词:普通车床;数控改造 中图分类号: TG659 文献标识码: B 文章编号: 1001-3881 (2006) 4-208-2 企业要在激烈的市场竞争中获得生存、得到发展,它必须在最短的时间内以优异的质量、低廉的成本,制造出合乎市场需要的、性能合适的产品,而产品质量的优劣,制造周期的快慢,生产成本的高低,又往往受工厂现有加工设备的直接影响。目前,采用先进的数控机床,已成为我国制造技术发展的总趋势。购买新的数控机床是提高数控化率的主要途径,而改造旧机床、配备数控系统把普通机床改装成数控机床也是提高机床数控化率的一条有效途径。我校为适应现代化生产和教学,对CA6140车床进行了数控化改造。 1 机床数控化改造的条件 1·1 机床基础件有足够的刚性 数控机床属于高精度机床,工件移动或刀具移动的位置精度要求很高,必须在0·001~0·01mm之间,高的定位精度和运动精度要求原有机床基础件具有很高的静刚度和动刚度。本次用于改造的CA6140车床自购进后一直保养良好,机床基础件刚性满足要求。 1·2 机床数控改装的总费用合适,经济性好 机床数控改装分两部分进行:一是维修机械部分。更换或修理磨损零件,调试大型基础零件,增加新的功能装置,提高机床的精度和性能,另一方面是舍弃原有的一部分进给系统,用新的数控系统和相应的装置来替代。改造总费用由机械维修和增加的数控系统两部分组成。若机床的数控改造的总费用仅为同类型车床价格的50% ~60%时,该机床数控改造在经济上适宜。经过考查,若购买同样配置的车床约需10万元,而我校机床数控改造的总费用为5·1万元,仅占51%,因此该机床数控改造在经济上是合适的。 2 系统配置及主要技术规格 该系统由SIEMENS 802S系统、接口电路、驱动线路及步进电机等组成,另外还配有自动转塔刀架、主轴变频调速器及主轴编码器等,系统属开环控制系统。其主要技术性能和参数如下: (1)系统控制部分。采用SIEMENS 802S系统,键盘和显示部分装在面板上。 (2)系统软件具有若干指令。其中加工指令有 直线、斜线、螺纹、锥螺纹和圆弧等5条指令。可实现车削外圆、端面、台阶、割槽、锥度、倒角、螺纹、顺圆弧和逆圆弧等操作。控制指令有结束循环、暂停、延时、延时换刀、编码换刀、通讯等,与加工指令配合,可加工出各种较复杂的零件。 (3)系统环境工作条件。温度-10~+40℃;湿度为40% ~80%。 (4)输入电网电压。交流(220±22)V;频率为50Hz;电流为1·5A。 (5)步进电机。BYG550C-2型电机两台,驱动电压为110V;相电流为2·5A;步距角为0·36°/步;静力距为12N·m。 3 主传动的数控化改造 机床主传动的作用是把电机的转速和转矩通过一定途径传给主轴,使工件以不同的速度运动,主传动性能的好坏,直接影响零件的加工质量和生产效率。考虑到改造的经济性,可乘用机床原有的普通三相异步交流电动机拖动。考虑到加工过程中当电网电压和切削力矩发生变化时,电机的转速也会随之波动,直接影响加工零件的表面粗糙度。因此为提高加工精度,实现主轴自动无级变速,在主轴上增加了交流异步电动机变频调速系统,从而不需进行机械换档。针对机床要求具有螺蚊切削功能,在主轴部位安装主轴脉冲发生器,如图1所示。为保证脉冲发生器与主轴等速旋转,即主轴转一周,主轴脉冲发生器也 图1 主轴脉冲发生器安装示意图转一周,主轴脉冲发生器的安装方式很重要。改装时,主轴传动必须经过原有CA6140车床主轴箱中58/58和33/33两级齿轮(实现1∶1)传递到原有CA6140车床的挂轮轴X,拆除挂轮留出空间,安装脉冲发生器,并用法兰盘固定。 4 进给传动的数控化改造 进给传动的作用是接受数控系统的指令,驱动刀具作精确定位或按规定的轨迹作相对运动,加工出符合要求的零件,对进给传动的要求是高精度、高速度。改造中我们采用步进电机驱动系统实现开环控 图2 进给传动系统制,这样结构简单,安装调试和维修都非常方便。 4·1 进给传动链 图2为普通车床改造后的进给传动链,刀具纵向(Z轴)移动由步进电机,经接口箱内一对减速齿轮,转动纵向移动的丝杆而实现。刀具的径向(X轴)移动由步进电机,经接口箱内一对减速齿轮,转动横向移动丝杆而实现,该传动链与原机床的传动链相比,摆脱了结构复杂的进给箱和拖板箱。 4·2 接口箱内减速齿轮的齿数比 该车床要求的控制精度为: Z向0·005mm, X向为0·0025mm,即当执行一个脉冲指令时,工件的长度和直径均变化0·005mm。BYG550C-2型步进电机的步距角为0·36°,每周步距数为360/0·36=1000(步/周), X向丝杠螺距为4mm,脉冲当量为0·0025mm,Z向丝杠螺距为6mm,脉冲当量0·005mm。按公式 主动轮齿数 从动轮齿数=步/周×脉冲当量丝杠螺距则X向:Z主/Z从=1000×2·5/4000=5/8Z向:Z主/Z从=1000×5/6000=5/6 4·2 接口箱内减速齿轮的齿数比 该车床要求的控制精度为: Z向0·005mm, X向为0·0025mm,即当执行一个脉冲指令时,工件的长度和直径均变化0·005mm。BYG550C-2型步进电机的步距角为0·36°,每周步距数为360/0·36=1000(步/周), X向丝杠螺距为4mm,脉冲当量为0·0025mm,Z向丝杠螺距为6mm,脉冲当量0·005mm。按公式 主动轮齿数 从动轮齿数=步/周×脉冲当量丝杠螺距则X向:Z主/Z从=1000×2·5/4000=5/8Z向:Z主/Z从=1000×5/6000=5/6 4·3 传动滚珠丝杠副 数控机床要求进给部分移动元件灵敏度高、精度高、反应快、无爬行,采用滚珠丝杠副可以满足上述要求。在结构中,用普通滚珠丝杠副实现将旋转运动变换为直线运动。滚珠丝杠螺母副安装时需预紧,通过预紧可消除滚珠丝杠螺母副的轴向间隙,提高传动刚度。预紧的方法是采用双螺母齿差调隙式结构(图3)。通过改变两个螺母的轴向相对位置,使每个螺母中滚珠分别接触丝杠滚道的左右两侧来实现的。 图3 双螺母齿差调隙式结构 一般需要几次调整才能保证机床在最大轴向载荷下,既消除间隙,又能灵活运转。 4·4 刀架 根据需要,拆除原方刀架,安装620型四方刀架(图4)。该刀架由120W的三相交流异步电机正转驱动,使刀架正转选刀,到预定刀位时,电机则反转,使刀架夹紧。换刀方式有手控和机控两种。机控时当零件在加工过程中需要换刀时,数控系统发出预先编制好的换刀控制指令,控制器接到换刀指令时,立即驱动刀架回转。手控时,按动面板上的按钮,刀架能转一个刀位(90°),也可连续按动按钮,直至任一刀位。 5 机电联动调试 5·1 机械调试 丝杠上,侧母线和横、纵导轨的平行度误差控制在0·01mm/全长之内;转动丝杠,丝杠轴向窜动在0·01mm之内;丝杠螺母同轴度误差控制在0·01mm之内。 5·2 机电联动调试 (1)单坐标点动,主要调试其有无动作,运动方向是否符合要求,机械传动是否正常,有无不正常响声等。 1·上刀体 2·活动销 3·反靠盘 4·定轴 5·蜗轮 6·下刀体 7·螺杆 8·离合器盘 9·霍尔元件 10·磁钢 图4 四方刀架结构图 (2)点动合格后,做连续运动。反复多次,若出现故障或异常,排除后方可继续进行。 (3)先试Z坐标方向,后试X坐标方向,这是因为Z坐标方向调试方便。 (4)测量两坐标重复定位精度。在Z向坐标做连续移动时,若发现与丝杠相联的齿 额定转速: 2000r/min 额定输出功率: 2kW 编码器:绝对位置检测方式,分辨率1000000p/r 轴端形式:锥轴伺服放大器采用与电机配套的SJV2系列20型,其驱动能力为2kW。对于2kW电机,也可采用SJV2系列的10型放大器,但此时的输出扭矩要比20型减少1/3,不利于大功率切削。I/O设备选用型号为HR341的基本I/O单元,主要用于机床操作面板及与机床间的输入输出控制。另外附加一个远程I/ODX110,主要用于教学功能的“故障模拟设置”的输入输出。伺服及I/O单元连接原理图如图2所示。 图2 电气连接原理图 2·2·2 主轴控制 主轴电机采用交流变频控制电机,由变频器进行控制,转速范围60~6000r/min。模拟量由基本I/O单元的A0端口输出0~10V的直流电压,变频器根据输入的电压变化而输出相应的转速。由于模拟主轴电机没有编码器,因此在发出转速命令后,系统无法检测到主轴的是否运行。为解决这一问题,我们利用变频器上的功能端子,将其通过参数设置成“到达指令频率闭合”状态,并通过PLC检测此信号,从而实现对电机的运转进行监控。 2·3 教学功能的附加 本机改造后除保证加工功能和精度外,还要满足一定的教学功能。所谓的教学功能主要是针对学习数 控系统调试及维修人员而设立的附加功能。该功能通过参数设置及调整PLC程序人为地设置故障,让学生通过故障现象先判断故障种类,再分析故障产生的原因,直至排除故障。通过这种实训,学生可全面学习工业现场可能出现的故障现象,掌握故障排除方法,提高学生解决现场问题的综合能力。 3 结束语 我国现有机床中,近几年急需技术改造的约占25%,这将蕴藏着无限商机。机床改造主要是采用数控和计算机控制技术,我国数控机床发展和机床数控化改造应紧跟世界潮流,发展多轴联动数控系统,开发高速、高精度、高效加工中心等关键技术,向智能化方向发展 数控机床诊断维修方法经验浅述X 摘 要:本文就近几年来在对进口数控设备的维护中,逐渐学习并掌握了CNC 系统的一些故障规 律和快速诊断方法进行了整理。意在使其更好地为数控设备的使用与维修服务提供借鉴。 关键词:数控机床;诊断维修;方法 随着发达国家先进技术和装备的不断引进,使 我们设备维护人员的维修难度越来越大,这是不可 否认的事实。但怎样尽快适应和掌握它,是我们应 该认真探讨并急需解决的课题,下面就自己多年的 维修经验谈一点个人体会。 笔者近年引进的日立精机VA 一65 和HC 一 800 两台加工中心,不但具有交流伺服拖动、四轴联 动功能,而且还配有磁栅全闭环位置反馈及自动测 量、自动切削监视系统,其CNC 是当时国际上最先 进的FANUC 一11M 系统。运行11 年来,虽然随 着使用年限的增长,一些元器件的老化、故障期的到 来,特别是加工任务的增多,设备每天24h 不停机的 运转,出现了几乎每周都有故障报警的现象。但为 保证任务的按期完成,我们在没有经过国内外培训 且图纸资料不全的条件下,在无数次的维修测试中, 认真分析故障规律,不断积累有关数据,逐渐掌握维 修要领,尽量在最短的时间内查出故障点,用最快的 速度修复调整完成。以下从几方面论述快速诊断和 维修数控设备的方法: 1 先观察问询再动手处置 首先看报警信息,因为现在大多数CNC 系统都 有较完善的自诊断功能,通过提示信息可以马上知 道故障区域,缩小检测范围。像一次HC 一800 卧 式加工中心在运行中出现5010 # spindle drive unit alarm 报警。我们根据提示信息马上按顺序检查了 主轴电机及其执行元件、主轴控制板,查明过流断路 点后恢复正常,仅用20min 完成。但从我们的经验 中也有受报警信息误导的例子,因此说可依据它但 不能依赖它。 故障发生后如无报警信息,则需要进一步用感 官来了解设备状态,最重要的就是向操作人员问询 故障发生的前因后果。同样是该设备,有一次其 APC 系统在防护罩没有打开情况下B 轴突然旋转 起来刮坏护罩,这一现象以前从未出现过。经我们 现场仔细询问操作过程,清楚了故障经过:原来操作 人员先输入了M60 指令,使_bPm_�APC 系统程序运行(更 换旋转工作台) ,当执行元件失控中途停机后,又进 行了手动状态下的单步指令操作。当时M60 并没 有删除,使其执行元件恢复正常后继续了原程序动 作。经认真了解并仔细分析后,我们立刻清除所有 原设定的指令,检测并更换了失控元件,避免了更大 故障的发生。根据报警信息和故障前的设备状态, 来判断故障区域,争取维修时间。 2 遵循由外到里,由浅入深的检修原则 笔者对加工中心多年的维修经历来看,大多数 故障根源都是来自于外部元器件,因其受外界因素 影响较大,象机械碰撞磨损、冷却液腐蚀、积尘过多、 润滑不良等,使这些年久失修的元器件处于不完好、 不可靠状态,成为设备故障的最大隐患。像各轴经 常出现的超程报警、零点复归误差、位置信号不反馈 等,都是一些磁性或机械式开关失灵造成。还有的 故障也是出现在电磁阀、电机和经常伸缩的电缆上。 像HC 一800 的一次B 轴旋转不到位或有时根本不 旋转故障,报警提示为: feed axis fault (APC com2 mand) ,看起来与命令有关。但我们根据故障现象 还是果断地检查B 轴各行程限位,果然有一撞块与 开关接触不好,经调整后正常。这就避免无目标地 消耗很大精力去查整个CNC 系统,先把重点放在外 部环节上。 这实际上是一种经验上的诊断,如果我们手里 有原理接线图,那就应该正规地按图纸去相应对照, 顺序查找并针对性的去测试电位和波形,还能从中 悟出一些理论上的东西。正是因为没有这个条件, 所以我们在维修中就是遵循从外部到内部、从人为 到系统、由浅入深的原则去进行,这就大大缩短了设 备的停修时间。 3 充分利用PC 图查找故障点 根据报警信息调出与其相关的PC 图进行分析 核对,也是一种诊断的方便途径。一次VA 一65 自 动换刀机械手到位后不执行抓刀指令,我们马上调 出PC 图从各指令开关信号到各进、退、松、紧动作 信号逐一进行对应校验,最后查出机械手旋转到信 号没有发出,原因是由于一磁性接近开关松动移后 不起作用,使下一步抓刀动作无法进行,调整后恢复 正常。 由PC 图查故障点看来比较方便直观,但如果 不了解其内部动作原理和工作程序,那可以说也是 大海捞针,无从下手。特别是无电气原理图就更难 以判断,每个输出动作多达几十个开关条件才能满 足,确实要下很大工夫才能逐步认识并掌握。我们 就是靠平时维修时的日积月累,在不断的了解和运 用它。 4 疑难故障的检测分析和快捷处理 此两台加工中心的一些元器件年久老化,使其参数随温度 或电流的变化而极不稳定,造成故障后能自动恢复 即时好时坏现象,这是我们最为之挠头的故障。因 为搞维修的都知道,元件坏了容易检测,而不正常的 通断情况则很难判断是元件坏了还是线路接触不良 造成,因为无法进行正常的信号检测。如B 轴工作 台换位;刀库进刀口自动打开;B 轴台板夹紧、松开 失灵等故障,其执行元件均是固态继电器接受指令 信号接通后带动电磁阀动作。当检测时可能未见异 常,启动后又可能一切正常,待连续动作几次后又停 机报警。我们根据故障现象及反复周期判定应该是 执行元件性能下降造成,因图纸不详、标识不清,只 能将关联的一组执行元件在正常和异常的情况下分 别进行检测,经反复测试后,最后从30 多只继电元 件中分别查出并更换了其性能下降的元件。 一次HC 一800 B 轴原点复归失控,指令发出 后旋转不停,没有报警信息。经现场了解分析,首先 认定应该是B 轴零点检测系统故障,而该系统是由 一只磁性接近开关发出到位信号后控制执行元件减 速停车。我们马上对这一信号进行线路测试,结果 无信号发出,人为设定一个到位信号则准确复归停 车,确认检测开关到设定信号点这一段有故障。但 如果想直接检测接近开关则必须将B 轴和与其关 联的调轴解体,因为此开关装在B 轴工作台体内。 这样的大结构拆修以前从未干过,测算一下工作量 需半个月时间,而且还要特别精心地对十多根控制 电缆和几十根油管拆除和恢复,这就很难保证拆装 后各部分的精度,但要想解决问题还必须露出这一 开关进行检测和维修。能否用一个简便的方法既能 节省拆装工作量又能拿出这一检测开关,经反复论 证后终于想出一个只拆B 轴端盖和调轴磁尺支架 拿出此开关的方法。虽然电气维修人员拆装、检测 难度很大,但保证了台面不大解体,把后患影响减小 到了最低限度。经实际测试开关、处理断路点原位 安装后恢复了B 轴复归功能,又对拆装后影响到的 调轴位置误差和B 轴定位故障进行了补偿和调整, 一切正常后仅用三天时间即交付使用,保证了试制 加工任务的完成。 5 结语 总之,在处理故障过程中怎样尽快打开思路、进 入状态,缩小检测范围,直触故障根源是维修技术人 员水平高低的关键所在。看似简单的道理却饱含着 方方面面,也是维修人员多年辛勤劳动的结晶。我 们就是在这种高频率故障的压力下,克服了重重困 难,尽力在短时间内解决问题,减少设备停歇台时, 为车型试制做出了我们应有的贡献。 [参考文献] [1 ] 李亚芹,龙泽明,韩阳阳. 数控机床爬行问题的 分析与研究[J ] . 组合机床与自动化加工技术, 2006 , (10) :76～78. [2 ] 卓迪仕. 数控技术及应用[M] . 北京:国防工出 版社,1997.高一物理桥梁的研究论文
高中物理必修一桥梁的研究论文
数控车高级图纸设计研究论文