桥的形状与结构

《桥的形状和结构》【教材简析】：《桥的形状和结构》是教科版小学科学六年级上册“形状与结构”单元的第7课。

教材安排了以下几个活动：1.观察比较各式各样的拱桥。

2.了解大跨度的钢索桥。

3.“观察研究我们家乡的桥”。

本课的活动设计意在带领学生了解多种多样的桥梁结构，加深和拓宽各种结构的知识，让学生深入地感受科学技术对社会进步的贡献，为下一课用纸造一座“桥”培养兴趣和开阔视野。

本课还隐含着这样的一条隐性的线索：桥梁形状与结构不断发展的背后蕴藏着人类针对“跨越江河、湖海、山涧……等障碍的主要建筑——桥梁”的不足而进行改进和创造的历史，桥梁的科学史在本课教学中是一个不容忽视的重要内容。

【学生分析】：学生通过生活中所见的桥，特别是江河上的桥，已经有一定的认识。

但这些认识只停留在桥的模样，部分同学能从材料上简单区分桥，少部分同学能区分桥的不同功能。

从结构上区分，是学生的难点，特别是拱桥的不同，学生更是没有留意过。

即使学生平时看到过，但也只是看到过，没有认识到这两种拱桥的不同。

而对于现代化的钢索桥更是没有唤起注意，这些感受只有在比较，体会了后才能获得。

【教学目标】科学概念桥梁有多种不同结构，有的桥梁把多种结构合为一体。

桥的形状和结构与它的功能是相适应的。

过程与方法提高观察、比较、描述和评价的能力。

情感、态度、价值观体会科学技术对社会进步的作用。

感受和欣赏桥梁的形状结构之美。

【重难点】理解作用在拱桥、拉索桥上的力所产生的效果。

【器材准备】为小组准备：长竹片、粗线。

为全班准备：木板或瓦楞纸板、绳子。

教师自己准备：各种桥梁的图片或影像资料。

【教学过程】一、展示桥的初印象，渗透桥的功能通过对学生的简单提问，展示学生对生活中的桥的初印象，引出桥的概念。

使学生体会到桥的存在重要性。

1、提问：你在生活中见到过桥，你觉得什么是桥？预设：（1）架在河流上的建筑。

（2）横跨在大江上的建筑。

（3）连接两岸的建筑。

2、师小结：桥一种帮助我们跨越江河、峡谷、道路和其他障碍的建筑。

桥的形状和结构特点以及承重答：桥梁按照受力特点划分，有梁式桥、拱式桥、刚架桥、悬索桥、组合体系桥（斜拉桥）五种基本类型。

1、梁桥：一般建在跨度很大，水域较浅处，由桥柱和桥板组成，物体重量从桥板传向桥柱。

特点：梁桥实腹梁构造简单，制造、架设和维修均较方便，广泛用于中、小跨度桥梁，但在材料利用上不够经济。

桁架梁的杆件承受轴向力，材料能充分利用，自重较轻，跨越能力大，多用于建造大跨度桥梁。

2、拱桥：一般建在跨度较小的水域之上，桥身成拱形，一般都有几个桥洞，起到泄洪的功能，桥中间的重量传向桥两端，而两端的则传向中间。

特点：历史悠久，造型优美，曲线圆润，富有动态感。

孔数上有单孔与多孔之分。

桥面宽阔，造价低廉。

3、悬桥：是最实用的一种桥，桥可以建在跨度大、水深的地方，由桥柱、铁索与桥面组成，早期的悬桥就已经可以经住风吹雨打，不会断掉，吊桥基本上可以在暴风来临时岿然不动。

特点：适用于水深的地区，强度较高。

4、刚架桥：由桥面系、楣梁与立柱构成。

桥面系直接承受荷载，并将荷载传至楣梁上。

楣梁与立柱刚性连接，后者代替了桥墩(台)将荷载传递到地基上。

桥面系承受弯矩与剪力，而楣梁与立柱除承受弯矩、剪力外，还要承受轴向力，多用钢筋混凝土或预应力混凝土建造。

特点：这种桥具有节点负弯矩，可减小楣梁的跨中正弯矩，建筑高度很小，很适用于立交桥和高架线路桥等，并且用料节省，但是对地基要求高。

5、斜拉桥：是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。

其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。

特点：其可使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻了结构重量，节省了材料。

混凝土以箱式、板式、边箱中板式；钢梁以正交异性极钢箱为主，也有边箱中板式。

斜拉桥作为一种拉索体系，比梁式桥的跨越能力更大，是大跨度桥梁的最主要桥型。

《桥的形状和结构》教学设计一、教学目标1、科学概念（1）了解桥的形状和结构的多样性。

（2）认识桥的形状和结构与承受力的关系。

2、过程与方法（1）通过观察、比较和分析不同形状和结构的桥，培养学生的观察能力和分析能力。

（2）通过搭建桥梁模型，培养学生的动手实践能力和创新能力。

3、情感态度价值观（1）感受科学技术对社会进步的作用。

（2）体会科学与技术、社会的紧密联系，培养学生的创新意识和合作精神。

二、教学重难点1、教学重点（1）认识桥的形状和结构的特点。

（2）探究桥的形状和结构与承受力的关系。

2、教学难点理解桥的形状和结构对承受力的影响，并能应用于实际的桥梁设计。

三、教学方法讲授法、讨论法、实验法、探究法四、教学准备1、教师准备（1）各种桥的图片和视频资料。

（2）实验材料：木板、卡纸、塑料板、绳子、钩码、桥墩等。

2、学生准备（1）每组准备剪刀、胶水、铅笔等工具。

（2）收集有关桥的资料。

五、教学过程（一）导入新课1、展示一些著名桥梁的图片，如赵州桥、南京长江大桥、港珠澳大桥等，引导学生观察并思考：这些桥有什么不同？2、提问：桥有哪些形状和结构？为什么桥要建成这样的形状和结构？（二）新课讲授1、桥的形状（1）展示不同形状的桥，如梁桥、拱桥、吊桥等，让学生观察并描述它们的形状特点。

（2）讲解梁桥是水平放置的梁板直接跨越河流或山谷，拱桥是拱形结构，吊桥则是通过悬挂的绳索或链条来支撑桥面。

2、桥的结构（1）介绍桥的主要结构部分，包括桥面、桥墩、桥台、桥梁等。

（2）以图片和实例讲解桥墩的作用是支撑桥梁，桥台连接桥梁和道路，桥梁承受桥面的重量。

3、桥的形状和结构与承受力的关系（1）提出问题：不同形状和结构的桥，承受力一样吗？（2）实验探究①分组实验：用相同的材料搭建梁桥、拱桥和吊桥模型，然后在桥面上逐渐增加钩码，观察哪种桥能承受更多的重量。

②记录实验结果，分析讨论不同形状和结构的桥承受力的差异。

（三）小组讨论1、组织学生分组讨论以下问题：（1）在实际生活中，为什么要根据不同的需求建造不同形状和结构的桥？（2）如果要在一条宽而深的河流上建桥，你会选择哪种形状和结构的桥？为什么？2、每个小组推选一名代表进行发言，分享小组讨论的结果。

桥的形状和结构特点以及承重一、拱桥拱桥是一种古老的桥型，由一系列拱形构件支撑着桥面。

拱桥的形状通常有几种，如圆形拱、椭圆形拱、等高拱等。

拱桥的结构特点是拱形构件能够将桥面的重量传递到桥墩上，从而支撑整个桥梁。

拱桥的承重能力较大，可以跨越较大的河流或峡谷。

拱桥的一些著名代表作包括意大利的斜塔、法国的新桥等。

二、梁桥梁桥是一种利用梁构件支撑桥面的桥型，梁桥的形状可以有梁桥、箱梁桥、悬索桥等。

梁桥的结构特点是梁构件能够将桥面的重量传递到桥墩和桥台上，从而支撑整个桥梁。

梁桥的承重能力较大，可以用于跨越河流、公路、铁路等不同的场合。

梁桥的一些著名代表作包括美国的金门大桥、中国的南京长江大桥等。

三、悬索桥悬索桥是一种利用悬索支撑桥面的桥型，悬索桥的形状通常是由主跨梁、悬索和桥墩构成。

悬索桥的结构特点是通过悬索将桥面的重量传递到桥塔上，从而支撑整个桥梁。

悬索桥的承重能力较大，可以用于跨越大型河流、山谷等场合。

悬索桥的一些著名代表作包括美国的布鲁克林大桥、日本的长崎大桥等。

四、拱梁桥拱梁桥是一种融合了拱桥和梁桥的特点的桥型，其形状通常是由梁构件和拱形构件共同支撑桥面。

拱梁桥的结构特点是通过梁构件和拱形构件将桥面的重量传递到桥墩上，从而支撑整个桥梁。

拱梁桥的承重能力较大，可以用于跨越中小型河流、山谷等场合。

拱梁桥的一些著名代表作包括西班牙的赫尔穆斯桥、加拿大的蒙特利尔大桥等。

五、管桩桥管桩桥是一种利用管桩支撑桥面的桥型，其形状通常是由管桩、桥面和桥墩构成。

管桩桥的结构特点是通过管桩将桥面的重量传递到地基上，从而支撑整个桥梁。

管桩桥的承重能力较大，可以用于跨越小型河流、湖泊等场合。

管桩桥的一些著名代表作包括中国的虎门大桥、新加坡的滨海湾大桥等。

总结：不同的桥型有不同的形状和结构特点，其中包括拱桥、梁桥、悬索桥、拱梁桥和管桩桥等。

这些桥型都具有较大的承重能力，可以用于不同的场合，如跨越河流、山谷、湖泊等。

在设计和建造桥梁时，需要根据具体的用途和地理条件来选择合适的桥型，以及确定合理的结构和施工方案，才能确保桥梁的安全使用。