钢管混凝土是将混凝土灌入钢管中形成的一种组合材料,主要依靠钢管与核心混凝土的相互作用来充分发挥两种材料的性能优势,具有承载力高、塑性好、抗震性能好、施工方便等优点,在山区高墩大跨桥梁工程应用广泛。近年来,随着桥墩高度、跨度不断增加,钢管混凝土构件截面尺寸也不断增大,如金阳河特大桥的钢管混凝土组合结构桥墩主管管径达到1900mm,而目前钢管混凝土力学性能研究与现行规范设计计算理论主要是以管径为300mm左右的模型试件试验为主。管径增大后,钢管混凝土力学性能是否有所改变,与小直径钢管混凝土力学性能一致、钢管混凝土约束作用是否有差别,目前相关研究较少。因此,本文对大直径钢管混凝土的约束效应和轴压力学性能进行较为深入的研究。具体内容如下:(1)进行了6组共计12个钢管混凝土试件轴压试验,试件尺寸为219mm~600mm,试验参数为管径和径厚比。结果表明:在本文参数下,钢管管径对钢管混凝土试件轴压破坏模式、荷载-位移曲线趋势基本无影响,试件破坏模式均呈腰鼓型破坏,加载破坏过程均呈现弹性阶段、弹塑性阶段和塑性阶段三个阶段。管径越大,荷载-位移曲线弹性段越长,弹塑性阶段短,反之则弹塑性阶段长且过渡平缓。随管径增加,试件极限承载力提升幅度越小,而峰值应力及其对应的峰值应变有减小的趋势,初始弹性模量越大,且刚度退化速度也越快、试件横向变形系数越早开始变化。另外,截面上圆心点与钢管-混凝土交界点的应变差值随管径增大而增大,即钢管对核心混凝土圆心点的约束作用强于钢管-混凝土交界点。(2)试验结果分析同时发现,随着径厚比增加,试件加载过程中的峰值应力及其对应的峰值应变减小、组合弹性模量越小、刚度退化速度越快、横向变形系数越早开始变化,并且变化速度越快、同截面上圆心点的应变与边界点的应变的差值越大、极限承载力提升幅度越小。(3)利用有限元软件ABAQUS进行有限元非线性分析,提取极限承载力、荷载-位移曲线、破坏模式以及截面不同位置处核心混凝土的应力分布和发展情况,与模型试验进行比对,两者较为吻合。并基于该模型进行了深入的参数分析。(4)对比试验承载力值与6种规范承载力计算值,结果表明:试验结果与规范AIJ2008、AISC360-10轴压承载力结果偏差较大;规范EC4、GB50936、JTG/TD65-06-2015、CECS28:2012轴压承载力结果与试验结果在管径在219mm、325mm以及400mm时较吻合;随着管径增加至600mm,试验结果和规范承载力计算结果的偏差较大,分别为84%、90%、81%、86%。之后运用数值拟合方法,提出了大直径钢管混凝土轴压承载力计算公式。