蜂窝夹层结构是一种由蜂窝夹芯和上下面板组合而成的复合结构,此种结构具有高比刚度、高比强度、质量低等特点,在许多领域都有广泛的应用,例如航空航天、高铁、船舶、建筑等。而蜂窝夹层桥面结构就是将这种复合结构应用于桥梁工程中。美国普渡大学的相关学者关于钢蜂窝夹芯桥面板做过相关的研究,但在国内这一领域还是空白。本文针对蜂窝夹层桥面结构,所做的工作及得到的结论如下:（1）首先回顾了蜂窝夹层结构的发展历史以及在各个领域的应用情况,总结了计算蜂窝夹层结构的基本理论与假设,确定了本文主要在Hoff假设的基础上对蜂窝夹层桥面结构进行研究。（2）以三明治夹心板理论为基础,使用Y模型,推导蜂窝夹层的力学参数,为使用ANSYS建立蜂窝夹层等效模型提供数据。由推导出的x向和y向弹性模量可知,蜂窝夹层在面内各向同性,可将等效后的夹层视为各向同性板。（3）以Hoff理论为基础,使用Timoshenko能量法推导了四边简支蜂窝夹层板的挠度和弯曲应力表达式。给出算例,分别使用能量法和有限元计算夹层板各部分的挠度及应力,有限元模型包括使用蜂窝夹层板原尺寸建立的真实模型以及使用三明治夹心板理论建立的等效模型。结果表明:使用Timoshenko能量法推导的挠度和弯曲应力表达式较为准确,误差不大;使用Y模型推导的等效力学参数是正确的;使用三明治夹心板理论建立的等效模型较为可靠,和真实模型的计算结果相差不大。（4）在第三章由能量法推导的挠度和弯曲应力表达式的基础上,根据最小势能原理,推导蜂窝夹层桥面结构的临界屈曲荷载;使用ANSYS对蜂窝夹层板进行了特征值屈曲分析以及非线性屈曲分析,讨论了面板厚度、夹层高度、蜂窝胞元边长以及蜂窝胞元壁厚等参数对结构临界屈曲荷载的影响,总结其规律,并与理论推导的结果进行对比。结果表明,面板厚度、夹层高度对蜂窝夹层结构临界屈曲荷载的影响很大,这一点与使用能量法推导的临界屈曲荷载表达式计算的结果相同;蜂窝胞元壁厚对夹层结构临界屈曲荷载的影响不大,在推导表达式时忽略胞元壁厚的影响不会造成太大误差,但也应避免胞元壁厚过薄,这会降低夹层的抗剪强度,最终导致横向剪切破坏或整体失稳,也不易过厚,造成材料不必要的浪费,本文研究的蜂窝夹层桥面结构中的胞元壁厚应在3～5mm之间为宜;根据非线性屈曲分析可知,蜂窝胞元边长对夹层结构临界屈曲荷载的影响很大,这一点与公式计算结果完全不同,忽略胞元边长对蜂窝夹层结构屈曲荷载的影响势必会造成很大的误差。因此,在用能量法对蜂窝夹层结构的屈曲荷载进行计算以前,应先确定胞元的边长,本文研究的蜂窝夹层桥面结构受车辆荷载,结合有限元分析结果,胞元边长应不小于300mm,以保证每次至少有两个蜂窝胞元承受车轮荷载,也可以避免发生芯格间面板失稳。（5）以加拿大某桥为对比对象,该桥使用的钢-聚氨酯夹层桥面板同本文研究的蜂窝夹层板同为夹层结构,受力情况相似,可以用来进行比较。使用蜂窝夹层板代替钢-聚氨酯夹层桥面板,其余设计参数保持不变,建立有限元模型,在相同荷载工况下同文献进行对比。结果表明:蜂窝夹层板做该桥的桥面板时最大应力为215.12MPa小于0.95σy=333MPa,符合承载能力极限状态的要求;最大挠度4.34mm小于L/300=8mm,符合正常使用极限状态的要求;在相同的荷载工况下,蜂窝夹层桥面板与钢-聚氨酯夹层桥面板相比:最大挠度低22.5%,顺桥向最大拉应力高13.5%,顺桥向最大压应力高26%,横桥向最大拉应力低19.9%,横桥向最大压应力低7.9%,最大等效应力高7.5%。这说明使用蜂窝夹层板作为该桥的桥面板是可行的。