随着科学技术的进步和新材料的开发,种类繁多的新材料不断出现,其中钢-聚氨酯夹层结构作为一种新型建筑结构材料进入工程师的视野。它是由内外层钢板和聚氨酯弹性体芯层牢固粘接而形成的复合夹层板结构。在国外,这种夹层板结构凭借刚度大,强度高,承载能力好等优点被应用于船舶、海上石油平台、桥梁等建筑物已经有十多年的时间,但国内因为还没有制定相关的规范和指导手册,所以对其的研究尚处于起步阶段。在此背景下,本文以广东新会小冈大桥的桥墩防撞设施为依托工程,采用有限元仿真分析方法,建立钢-聚氨酯夹层板防撞套箱结构模型,分析在圆端形夹层板结构防撞套箱内设置加劲肋对套箱防撞性能的影响,并对相关参数进行分析,为这种新型结构材料在国内的推广提供参考。本文首先列举了多例国内外重大的船撞桥事故,然后总结了几种有关桥梁碰撞的研究方法和常见的防撞设施;第二章在介绍了钢-聚氨酯复合夹层板结构性能优势以及有关复合夹层板结构的经典理论之后,着重介绍了该种夹层板在实际工程中的应用;第三章根据小冈大桥实际情况,建立ANSYS有限元分析模型。第四章首先分析在正撞工况下不带肋的夹层板套箱的受力性能,然后分析分别设置不同数量的横、竖向加劲肋对夹层板防撞套箱受力性能的影响;第五章分析在非正撞工况下,同时设置一定数量的横、竖向加劲肋对防撞套箱性能的影响,并通过改变不同数据进行参数分析。总之,在夹层板套箱内部设置水平加劲肋能有效减小夹层板防撞套箱撞击点处外层钢板的竖向应力和内层钢板的横向应力,但当水平肋数量超过一条时,效果不显著;设置竖向加劲肋能有效减小防撞套箱撞击点处外层钢板的各向应力和内层钢板的竖向应力,需设置一定密度的竖向加劲肋。另外在非正撞工况下,撞击点处的应力峰值随着撞击角度增大而呈现出逐渐减小的趋势。实际工程中由于撞击点是随机的,可设置一定数量的横、竖向加劲肋,但不宜多设,特别是水平加劲肋,否则会造成劳动力浪费、焊接工作量增加和结构自重增大等不利条件,在应力改变不大的情况下反而不利于套箱防撞。