2024年5月20日发(作者：宾平安)
胡浩等：钢一聚氨酯夹层桥面板抗弯性能参数分析 ７５
ｌ００．Ｏ ０．１５０
善姆Ｒ词
５０．０
埋 芝
ｏ．０
一
５０．０
一
ｌｏ０．Ｏ
芯层厚度／ａｒｍ
・・－顶板顶面横向压应力
＋底板底面横向拉应力
＋顶板顶面纵向压应力
÷－底板底面纵向拉应力
图ｌＯ不同芯层厚度的夹层板应力值比较
Ｏ．６０ｏ
ｏ．枷
理
纂０．２００
、Ｌ
—
０．０００
５ ７ ９ １１ １３ １５
芯层厚度／ａｒｍ
图１１不同芯层厚度的夹层板挠度值比较
为４０％、３３％、２８％、２４％、２２％，减小的幅度随芯层厚
度逐渐增加而减缓。
２．３芯层弹性模量对夹层板的影响
不同芯层弹性模量的夹层板在受局部均布荷载
时，应力值和挠度采集结果如图１２、图１３所示。
芯层弹性模量，ＭＰａ
＋顶板顶面横向压应力．－，１１－顶板顶面纵向压应力
十底板底面横向拉应力—’ 底板底面纵向拉应力
图１２不同芯层弹性模量的夹层板应力值比较
由图１２、图１３可知，夹层板对芯层弹性模量的变
化不敏感。计算时发现，即便取极端情况，聚氨酯芯
层的弹性模量为１ＭＰａ时，对夹层板的应力水平也基
本无影响。对比聚氨酯芯层和钢板的物理常数可以
发现，芯层的弹性模量和剪切模量都远远小于钢板，
可知承受荷载时，聚氨酯芯层主要起支撑面板，增大
夹层板结构的截面惯性矩，从而提高夹层板刚度与强
度的作用。所以钢一聚氨酯夹层板的抗弯性能对聚
氨酯芯层弹性模量的变化不敏感。
ｏ．１００
—◆－．挠度
嚣 Ｏ．０５０
０．０００
２Ｏ０ ４００ ６ＯＯ ８００ １０００ ｌ２０ｏ
芯层弹性模量／ＭＰａ
图１３不同芯层弹性模量的夹层板挠度比较
３结语
（１） 钢板厚度和聚氨酯芯层厚度的增加能有效
提高钢一聚氨酯夹层板的抗弯性能，芯层弹性模量的
变化对钢一聚氨酯夹层板的抗弯性能基本无影响。
（２） 虽然夹层板的抗弯性能对钢板厚度变化和
聚氨酯芯层厚度变化的都很敏感。但考虑到聚氨酯
芯层的成本和自重，在获得相同效果的抗弯性能的情
况下，增加聚氨酯芯层厚度比增加钢板厚度更加经济
且结构总重大大降低，且当夹层桥面板有加劲肋的时
候能大大减小加劲肋的数目。
（３） 实际应用时，可以把聚氨酯芯层厚度作为
一
个方便调节的参数变化，根据造价和受力要求和造
价，首先确定钢一聚氨酯夹层板的钢板厚度，然后试
算确定聚氨酯芯层的厚度。这样可以较好的满足实
际需求，并降低工程总造价。
参考文献
［１］ 中国船级社．钢夹层板材料船舶结构建造指南［Ｒ］．上海：中
国船级社上海规范研究所，２００７．
［２］ 易玉华，石朝锋．聚氨酯夹层结构板的性能与制造方法［Ｊ］．造
船技术，２００７，２８０（６）．
［３］张伟．聚氨酯一钢板夹层结构桥面板受力性能试验研究［Ｄ］．
广州：华南理工大学，２０１４：２—８．
［４］ 刘志慧．钢夹层板船体结构强度分析方法研究［Ｄ］．哈尔滨：
哈尔滨工程大学，２００９．
［５］Ｈｏｆ Ｎ Ｊ．Ｂｅｎｄｉｎｇ ａｎｄ Ｂｕｃｋｌｉｎｇ ｏｆ Ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ Ｓａｎｄｗｉｃｈ Ｐｌａｔｅｓ
［Ｊ］．ＮＡＳＡ ＴＮ一２２２５，１９５０．
［６］ 王业兴，杨孚标，曾竞成，肖加余．夹层结构复合材料设计原理
及其应用［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００７．
［７］ 王新敏．ＡＮＳＹＳ工程结构数值分析［Ｍ］．北京：人民交通出版
社，２ｏｏ７：１Ｏ一１２．
［收稿日期］２０１４—１２—０５
［作者简介］胡浩（１９８９一），男，安徽阜阳人，硕士研究生
研究方向：桥梁结构设计，旧桥加固新技术。
2024年5月20日发(作者：宾平安)
胡浩等：钢一聚氨酯夹层桥面板抗弯性能参数分析 ７５
ｌ００．Ｏ ０．１５０
善姆Ｒ词
５０．０
埋 芝
ｏ．０
一
５０．０
一
ｌｏ０．Ｏ
芯层厚度／ａｒｍ
・・－顶板顶面横向压应力
＋底板底面横向拉应力
＋顶板顶面纵向压应力
÷－底板底面纵向拉应力
图ｌＯ不同芯层厚度的夹层板应力值比较
Ｏ．６０ｏ
ｏ．枷
理
纂０．２００
、Ｌ
—
０．０００
５ ７ ９ １１ １３ １５
芯层厚度／ａｒｍ
图１１不同芯层厚度的夹层板挠度值比较
为４０％、３３％、２８％、２４％、２２％，减小的幅度随芯层厚
度逐渐增加而减缓。
２．３芯层弹性模量对夹层板的影响
不同芯层弹性模量的夹层板在受局部均布荷载
时，应力值和挠度采集结果如图１２、图１３所示。
芯层弹性模量，ＭＰａ
＋顶板顶面横向压应力．－，１１－顶板顶面纵向压应力
十底板底面横向拉应力—’ 底板底面纵向拉应力
图１２不同芯层弹性模量的夹层板应力值比较
由图１２、图１３可知，夹层板对芯层弹性模量的变
化不敏感。计算时发现，即便取极端情况，聚氨酯芯
层的弹性模量为１ＭＰａ时，对夹层板的应力水平也基
本无影响。对比聚氨酯芯层和钢板的物理常数可以
发现，芯层的弹性模量和剪切模量都远远小于钢板，
可知承受荷载时，聚氨酯芯层主要起支撑面板，增大
夹层板结构的截面惯性矩，从而提高夹层板刚度与强
度的作用。所以钢一聚氨酯夹层板的抗弯性能对聚
氨酯芯层弹性模量的变化不敏感。
ｏ．１００
—◆－．挠度
嚣 Ｏ．０５０
０．０００
２Ｏ０ ４００ ６ＯＯ ８００ １０００ ｌ２０ｏ
芯层弹性模量／ＭＰａ
图１３不同芯层弹性模量的夹层板挠度比较
３结语
（１） 钢板厚度和聚氨酯芯层厚度的增加能有效
提高钢一聚氨酯夹层板的抗弯性能，芯层弹性模量的
变化对钢一聚氨酯夹层板的抗弯性能基本无影响。
（２） 虽然夹层板的抗弯性能对钢板厚度变化和
聚氨酯芯层厚度变化的都很敏感。但考虑到聚氨酯
芯层的成本和自重，在获得相同效果的抗弯性能的情
况下，增加聚氨酯芯层厚度比增加钢板厚度更加经济
且结构总重大大降低，且当夹层桥面板有加劲肋的时
候能大大减小加劲肋的数目。
（３） 实际应用时，可以把聚氨酯芯层厚度作为
一
个方便调节的参数变化，根据造价和受力要求和造
价，首先确定钢一聚氨酯夹层板的钢板厚度，然后试
算确定聚氨酯芯层的厚度。这样可以较好的满足实
际需求，并降低工程总造价。
参考文献
［１］ 中国船级社．钢夹层板材料船舶结构建造指南［Ｒ］．上海：中
国船级社上海规范研究所，２００７．
［２］ 易玉华，石朝锋．聚氨酯夹层结构板的性能与制造方法［Ｊ］．造
船技术，２００７，２８０（６）．
［３］张伟．聚氨酯一钢板夹层结构桥面板受力性能试验研究［Ｄ］．
广州：华南理工大学，２０１４：２—８．
［４］ 刘志慧．钢夹层板船体结构强度分析方法研究［Ｄ］．哈尔滨：
哈尔滨工程大学，２００９．
［５］Ｈｏｆ Ｎ Ｊ．Ｂｅｎｄｉｎｇ ａｎｄ Ｂｕｃｋｌｉｎｇ ｏｆ Ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ Ｓａｎｄｗｉｃｈ Ｐｌａｔｅｓ
［Ｊ］．ＮＡＳＡ ＴＮ一２２２５，１９５０．
［６］ 王业兴，杨孚标，曾竞成，肖加余．夹层结构复合材料设计原理
及其应用［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００７．
［７］ 王新敏．ＡＮＳＹＳ工程结构数值分析［Ｍ］．北京：人民交通出版
社，２ｏｏ７：１Ｏ一１２．
［收稿日期］２０１４—１２—０５
［作者简介］胡浩（１９８９一），男，安徽阜阳人，硕士研究生
研究方向：桥梁结构设计，旧桥加固新技术。