聚氨酯-钢板夹层结构桥面板是在两层钢板之间注入聚氨酯核芯,由弹性体芯材与钢板内表层牢固粘接而形成复合结构。现已在国外用于新铺桥面板、桥面板的更换与桥面板的修复加固等应用中。目前由于这种聚氨酯-钢板夹层结构桥面板尚未在国内应用,并且无相应的设计规范及准则,为此本文以模型试验为基础,开展聚氨酯-钢板夹层结构桥面板受力性能研究,进一步揭示聚氨酯-钢板夹层结构桥面板的一些特点,为聚氨酯-钢夹层结构技术在国内的应用提供可靠的依据。(1)依据现有的一些工程实例构造进行取值,根据模型相似原理进行了试验方案的设计,进行了试验研究。通过试验值与有限元计算值对比分析得到了两种加劲肋间距的夹层板受力规律,有限元分析结果与试验值比较吻合。(2)在试验模型的基础上,进行了相同加劲肋间距的普通正交异性钢桥面板和夹层桥面板有限元对比分析,验证了聚氨酯-钢板夹层结构增补层若用在正交异性钢桥面板修复和加固中时,能很大程度上提高原桥面板的刚度及承载力,并能有效降低关键位置处的应力水平及应力变化幅值;并得到了普通正交异性钢桥面板盖板主要是面外的弯曲应力,夹层板顶钢板、底钢板应力成分中薄膜应力占据主要成分。(3)通过对建立的三种加劲肋间距的夹层板模型在相同工况荷载作用下关键截面应力变化曲线进行对比分析,并将它们与普通正交异性钢桥面板最大挠度值、盖板最大应力值分别进行对比分析,得到:普通正交异性钢桥面板盖板以横向应力为主要控制应力,而夹层结构桥面板盖板纵、横向应力最大值相差不大;夹层桥面板弹性体对钢板提供连续的支撑,使得挠度值、局部最大应力值显著降低,消除了密集的加劲肋的需要,可以大大减少加劲肋的数量;夹层板模型从荷载位置截面到中跨跨中截面,顶板顶面、底板底面压应力峰值,拉应力峰值的一些变化规律。(4)研究了聚氨酯-钢板夹层结构桥面板在芯层厚度结构参数变化下的受力性能变化:随着芯层厚度的增加,对夹层板模型关键截面顶板顶面、底板底面应力变化进行对比分析,得到了其对芯层厚度参数变化的敏感顺序。总之,本文在聚氨酯-钢板夹层结构桥面板体系的受力性能分析及结构设计方面所做的研究工作,对我国聚氨酯-钢板夹层结构桥面板体系的设计和研究具有一定的参考意义。