3月24日下午，我校技术组承办的桥梁设计比赛在2号楼1楼报告厅拉开帷幕，比赛分为两个环节，设计展示和承重试验。选手们主要从桥梁的应用场景及结构需求和力学分析两个方面进行阐述。

展示中，同学们利用电脑软件进行桥梁的力学设计和虚拟试验，孔象象同学还自编了力学测试编程序，同学们通过模拟试验法，不断更新迭代桥梁的设计方案。同学们根据课上相关内容，尽量将桥梁承受的弯曲力转变为拉力或者压力，结合材料和结构的受力特点，设计了桁架桥、拱桥，以及桁架与拱不同的结合方式。承重测试环节，赛前先称桥的重量，重物采用挂大桶不断加水，直到桥结构中出现断裂，然后对水桶进行测量。

同学们在设计制作过程中，从受力分析、结构设计与制作到试验和方案迭代，体验了完整的工程设计流程，在活动中收获良多，以下是同学们的感言。

我们组制作桥梁模型的过程，其实是我们组组员一个个“破防”的过程。我们最初的想法其实是想要做一个拱桥，但是考察过材料之后我们立即放弃了这一种想法。我们的第二个想法是设计一个斜拉桥。当初我们想要询问一下是否能够使用绳索等材料以制作斜拉桥，但因强度不高，组内就把它否决了。所以，我们最后的想法就是制作一个带有三角形桁架的普通桥梁。我们最初定下的桥梁宽度是4cm，但是随着制作，我们惊奇地发现若是将桥梁横过来放，即把宽度变成厚度，桥梁的强度能够有一个质的提升。在这样的情况下，可以把桥梁整体的受弯分散到三角形桁架的受压。

很快，我们便开始了桥梁制作。组内的大致分工是这样的——计算与绘图：杨岚清；读图与划线：余代黛；锯割和挫削：李博衍；热熔胶连接：李从心；演讲：麻赫皓。这里第一个破防的是杨岚清。他在最初画图的时候进行了大量资料的查阅与分析，画出了一个很自洽的方案。他一直对此感到自豪，直到我们发现把桥横过来放更加合理。第二个破防的是李从心。当桥梁主结构连接完成，我们决定安装支架时，李从心非常不幸地将桥梁的上下面搞反了。更加不幸的是，我们安装到了一半时才发现这个致命的问题。所以李从心又得将桥梁的支架拆除，挫削平整桥梁下表面。第三个破防的是余代黛，因为当桥梁整体竣工的时候，余代黛将桥梁搬运到教室进行受压测试。陈亦稹同学自告奋勇想要尝试一下，她认为陈亦稹同学无法摧毁这一座桥梁，于是自信地将桥梁交给了她，直到陈亦稹同学把桥梁的主结构捏断了。第四个破防的是我。因为我们听闻别的班有些组的桥梁模型可以承受一个同学的重量，而我们的桥被陈亦稹同学捏断了。

经测试发现，在这座桥梁上，其实并不是真的是木条的受压，而是链接的热熔胶在受拉。所以我们加固了每一个连接点。

高二1班 李博衍组

桥梁设计是一次充满意义且令人难忘的比赛。我们小组经过讨论，分工，合作，实验等环节，充分体会到了桥梁设计对思维严谨性的要求，整个过程需要的巨大耐心与对设计本身相关知识储备的要求。同时，我们也在团队合作中学习与他人更高效地沟通合作并发现同伴的闪光点。诚然，我们在设计制作过程中遇到过挑战与挫折，如时间紧迫，人手缺乏，零件加工出错等。但克服困难的过程与努力过后的结果是令人欢欣鼓舞的。用几根木条来搭建能承载几十公斤重的桥梁不仅要求的是桥梁本身的结构稳定性，同时也要求各组件的粘合高效性。其实，通过资料的搜寻，我们总结发现现有的桥梁结构无非几大类，而真正要在主体结构及大框架上进行改变，则需要依靠队员们的创造性。这些创造性又是直接来源于对材料本身的性质，如形状、强度、密度、质量等的良好把握。通过对提供木条的分析，我们发现在原有梯形桥的结构基础上，在底部架构两根木条可以提高桥梁的稳定性以及强度。诸如此类的“发现问题-解决问题”的过程我们多番进行，从四五张方案图中精挑细选出一张，并不断地在这一张的基础上进行修改，最终才有了比赛时的桥梁。同时，在锯割木条，胶水粘合，试验测试等环节我们也尽可能地做到最细致。比如，锯割木条时，因为木条较柔软且易发生断裂，所以我们用笔刀旋转切割木条，即可有效地防止这一问题发生；再如，胶水粘合的量不能过小或过大，过小则木条容易脱离，过大则影响桥体本身的质量。总而言之，造一座桥，不只有方案与制作这么简单，更多的是背后的细致处理与严丝合缝的方案规划。从设计到承重实验，桥梁是将技术应用于实践的表现，也是努力与创造力结成的荣耀。

高二2班 李丛序组

桥梁是人们生活实践的产物，跟人的生活息息相关。桥梁的发展与百姓的生活水平提高有着举足轻重的关系。桥梁是道路的一部分。在古代，现代或者是未来都有着自己的发展。中国自古以来都是桥梁大国，我们小组也想通过这个机会来展示一下中国特色的桥梁之美。

我们小组的设计灵感来自于中国古代的拱桥，其优美的造型和巨大的载重量深深地吸引了我们，我们用课余时间查阅了大量的资料，并最终用木条和热熔胶制作了一个不是很完美的拱桥。但拱桥的载重量还是十分乐观的，最终我们圆满完成了比赛。

高二3班

这个桥最大的特点就是我们把两根木条完整地弯成了拱形。虽然经历了很多次失败，但在此，我们还是想要为学校的木条正名——它的质量还是很不错的！为了能在保持一定稳定性的前提下尽量减轻自重，我们设计了许多方案，最后决定用三角部分加固的形式作为支撑与链接结构。同时，为了加固拱形，我们也设计了两个小细节。第一，把拱与横梁连接处做平整，让其接触面积更大，受压更小。第二，在对拱形的受力分析后，我们在四个连接处各加了一块小木块加固。从这两处细节我体会到：有一个好的设计图很重要，但同等甚至更加重要的，是对细节的耐心处理。

高二4班 吴优组

宫崎骏的电影《起风了》描写飞机设计师追寻梦想中机翼结构的段落有一种特殊的感人之处。每一个接触过工程学的人都会想象一种在受力时完美地将负载分配到各处的结构，优雅如晶体、轻盈如飞鸟，就像诗人想象一个凝练而完美的句子，物理学家想象一个简洁而包罗万象的公式。

我们或多或少是抱着这样浪漫的想法报名参加了桥梁承重竞赛——虽然我们并没有真正接触过工程学，没有了解过现实中承重结构的构造方式，甚至还不能熟练地使用砂纸和锉刀。首先遇到的问题是结构的选择；我们笼统地学过三角形桁架的知识，然而面对网上搜索到的各种复杂的设计方式却完全没有详细分析、比较的能力。有人提议使用著名电脑游戏“桥梁建筑师”（PolyBridge），这是我们唯一了解的结构模拟器；但它有一个重大的问题：每一段材料都有长度限制，而段与段之间只能采用铰连接，这和现实中木条间的钢连接完全不同。孔象象同学临时提议采用更精确的虚拟模型，基于Box2D.js物理引擎连夜研发了一个勉强能用的受力分析平台。测试显示，拱形结构和网上找到的一些设计并不高效，我们最终发现将两个梯形桁架叠置为双层桥、以中间一层作为承重桥面的设计有着明显的优势。

将蓝图定稿之后，我们只剩下大约两天的时间进行建造。金贞海、朱硕涵、王雯同学提供了工具和材料；在木工经验丰富的胡印良品同学指导下，我们采用502胶水连接部件，在主要节点处使用少量热熔胶加固：比起其他小组粗放的热熔胶连接，这更为费时，并且由于技术的生疏和某些完美主义倾向，我们的建造精细而缓慢。我们花去了共计两天的午休、自习课、下午大课间和晚自习课间——还不算胡印良品在寝室里清晨四点早起工作的时间——在周四中午才完成了建造。与此同时，许冰钰同学制作了介绍作品的演示文稿。

与往届优胜小组们不同，我们没有时间进行完整的承重测试；走进比赛场地时，看着一座座精美的桥梁，我们对自己作品的承重能力仍然完全没有把握。临近最后时刻，我们才注意到设计上的一些漏洞：模拟软件中的缺陷使我们错误地否决了用两个直角将桥卡在高台之间的想法；由于最初都是在二维环境中设计，我们并没有详细考虑过桥面两侧之间的加固，结果出现了不稳定的平行四边形结构。赛台上，负载通过向一个悬挂的大桶中注水来不断增加；在水冲击桶壁造成的轻微摆动作用下，桥梁也开始向两侧晃动，最终倒下。79.5克、由桐木条组成的桥承受了22.45千克的重量，以0.07kg/g的差距险胜第二名，其实并没有达到我们的预期；不过从碎裂14处的状况来看，它也尽了自己的最大努力。

这次桥梁承重比赛是一次奇妙的经历。它使得我们有机会体验许多我们之前还完全陌生的领域。对它和它深处梦想中的完美，我们也许还将永远保持陌生，但我们至少向那里投去了充满希望和喜悦的一瞥。

高二6班 孔象象组

附获奖名单：