问题情境题
制作十字路口立交桥模型
城市道路的通行能力往往与道路的车道数、车道宽度以及交叉口的数量有密切关系。交叉口越少,道路通行能力越高,车速就越快。尽管很多城市道路采用了绿波带控制红绿灯的时间,但仍常出现车辆排队等待的现象。让我们像工程师一样,设计制作一个十字路口立交桥模型吧!

1. 要求:以小组为单位,用材料制作一个立交桥模型。要求用图形和文字相结合的方式设计,使用所给的材料,立交桥模型必须保证站立且能承受一定的重量和风力,并具有一定的抗震能力,还要尽量节省材料。看一看哪组设计的作品能达到稳固、美观、价廉的平衡。

2. 材料:吸管、A4纸、剪刀、胶带、尺子。
3. 设计:根据制作立交桥模型的任务要求、材料等限制条件及模型评价表(见自我检查板块的模型制作部分),思考并寻找技术难关(材料成本、形状结构设计、稳定性、防止倾斜、抗风能力、抗震能力)等突破点,小组讨论、制订设计方案。
4. 制作:立交桥模型。
我们的立交桥设计方案
我们的立交桥模型

(照片粘贴处)
5. 测试:分别对立交桥模型的通行、承重、抗风、抗震能力进行测试。
6. 评估改进:对模型进行评估,对不足之处进行改进。
制作十字路口立交桥模型
城市道路的通行能力往往与道路的车道数、车道宽度以及交叉口的数量有密切关系。交叉口越少,道路通行能力越高,车速就越快。尽管很多城市道路采用了绿波带控制红绿灯的时间,但仍常出现车辆排队等待的现象。让我们像工程师一样,设计制作一个十字路口立交桥模型吧!
1. 要求:以小组为单位,用材料制作一个立交桥模型。要求用图形和文字相结合的方式设计,使用所给的材料,立交桥模型必须保证站立且能承受一定的重量和风力,并具有一定的抗震能力,还要尽量节省材料。看一看哪组设计的作品能达到稳固、美观、价廉的平衡。
2. 材料:吸管、A4纸、剪刀、胶带、尺子。
3. 设计:根据制作立交桥模型的任务要求、材料等限制条件及模型评价表(见自我检查板块的模型制作部分),思考并寻找技术难关(材料成本、形状结构设计、稳定性、防止倾斜、抗风能力、抗震能力)等突破点,小组讨论、制订设计方案。
4. 制作:立交桥模型。
我们的立交桥设计方案
我们的立交桥模型
(照片粘贴处)
5. 测试:分别对立交桥模型的通行、承重、抗风、抗震能力进行测试。
6. 评估改进:对模型进行评估,对不足之处进行改进。
答案
我们的立交桥设计方案
结构设计:采用双层十字交叉结构,上层为东西向直行通道,下层为南北向直行通道,通过立体分离实现无交叉通行。支柱采用三角形框架结构(吸管搭建),桥面用A4纸折叠成瓦楞状增强承重。
材料使用:吸管(支柱、横梁)、A4纸(桥面、加固片)、胶带(连接固定),总材料用量控制在30根吸管、2张A4纸以内。
稳定性措施:底座采用“十”字形加宽设计(A4纸折叠),支柱与底座通过斜向吸管加固(三角形稳定性),桥面边缘折边增加抗风能力。
制作步骤
1. 测量裁剪:用尺子量取吸管(支柱长15cm,横梁长20cm,斜撑长10cm),A4纸裁剪桥面(20cm×8cm)及底座(30cm×30cm)。
2. 搭建框架:用胶带将吸管组装成双层十字框架,下层框架高8cm,上层框架高15cm,支柱底部固定于底座。
3. 安装桥面:瓦楞状A4纸桥面粘贴于横梁上,边缘用胶带固定。
测试结果
1. 通行能力:可同时容纳2辆1:43比例小车独立通行,无交叉拥堵。
2. 承重能力:桥面可承载50g重物(5枚1元硬币)无明显变形。
3. 抗风能力:距离30cm用扇子模拟3级风力,模型无倾斜。
4. 抗震能力:轻晃桌面(模拟轻微地震),结构稳定无散架。
评估改进
优点:结构稳固,材料节省,通行效率高。
不足:上层桥面边缘易卷曲(抗风性待提升)。
改进方案:桥面边缘用吸管压边加固,增加抗风强度。
结构设计:采用双层十字交叉结构,上层为东西向直行通道,下层为南北向直行通道,通过立体分离实现无交叉通行。支柱采用三角形框架结构(吸管搭建),桥面用A4纸折叠成瓦楞状增强承重。
材料使用:吸管(支柱、横梁)、A4纸(桥面、加固片)、胶带(连接固定),总材料用量控制在30根吸管、2张A4纸以内。
稳定性措施:底座采用“十”字形加宽设计(A4纸折叠),支柱与底座通过斜向吸管加固(三角形稳定性),桥面边缘折边增加抗风能力。
制作步骤
1. 测量裁剪:用尺子量取吸管(支柱长15cm,横梁长20cm,斜撑长10cm),A4纸裁剪桥面(20cm×8cm)及底座(30cm×30cm)。
2. 搭建框架:用胶带将吸管组装成双层十字框架,下层框架高8cm,上层框架高15cm,支柱底部固定于底座。
3. 安装桥面:瓦楞状A4纸桥面粘贴于横梁上,边缘用胶带固定。
测试结果
1. 通行能力:可同时容纳2辆1:43比例小车独立通行,无交叉拥堵。
2. 承重能力:桥面可承载50g重物(5枚1元硬币)无明显变形。
3. 抗风能力:距离30cm用扇子模拟3级风力,模型无倾斜。
4. 抗震能力:轻晃桌面(模拟轻微地震),结构稳定无散架。
评估改进
优点:结构稳固,材料节省,通行效率高。
不足:上层桥面边缘易卷曲(抗风性待提升)。
改进方案:桥面边缘用吸管压边加固,增加抗风强度。
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