渡河桥梁装备是现代战争和抢险救灾的重要保障装备。为提高战术性能,通过改善结构技术,桥梁装备正向轻型化的方向发展。充气式单兵桥结构具有质量轻、承载性好,架设撤收方便等特点,在单兵、班组和车辆通过河流、堑壕等小型障碍过程中,可发挥作战装备自我保障的重要作用。为了研发适合单兵快速通过的桥体,本文开展了充气式单兵桥结构的承载能力理论分析和数值仿真研究,并通过充气式单兵桥模型试验进行了验证,为新型便携军用单兵桥的设计提供了理论和技术基础,主要工作及创新点如下:1.开展了充气式单兵桥的理论研究。基于弹性地基梁理论,建立和推导了简单工况下的充气式单兵桥承载能力的分析模型,并开展了计算分析,为单兵桥构型初步设计提供了简单实用的途径。2.针对更一般的结构及复杂工况,开展了充气式单兵桥数值仿真研究,建立了组合结构的有限元模型。计算分析了充气式单兵桥压板、气囊和拉索在不同工况下的位移、应力响应规律,初步评估了结构承载能力。3.开展了充气式单兵桥结构参数对承载性能的影响分析。基于单兵桥长细比、气囊材料、桥面结构及拉索截面尺寸等参数,揭示了其对结构位移、压板弯曲应力、气囊等效应力和拉索拉伸应力等结构静力性能的影响规律,给出了结构设计参数的合理取值范围,为工程设计提供了参考。4.开展了充气式单兵桥结构模型试验研究,根据实际结构建立了数值仿真精细模型,并根据试验结果验证了精细模型和数值仿真简化模型。