钢管混凝土桁梁是指直接采用相贯焊缝将钢管混凝土弦杆和钢管腹杆连接而成的新型钢管混凝土受弯结构,具有自重轻、刚度大、承载能力大、抗震性能好、便于施工等优点,近年来常被用作斜拉桥或连续刚构桥等的加劲主梁。然而,有关钢管混凝土桁梁的研究主要集中于相贯节点方面,桁梁整体受弯性能及其结构设计方法方面的研究少见报道。本文通过模型试验和有限元法对钢管混凝土桁梁失效模式、抗弯承载力及其结构设计方法进行了研究,主要研究内容、结果和结论如下：(1)进行了跨中集中力作用下钢管混凝土桁梁标准试件受弯试验研究。试验研究结果表明,钢管混凝土桁梁受弯破坏的主要模式为下弦杆拉断；弦杆管内混凝土对整体抗弯承载力有较大影响但不改变弦杆破坏模式；下弦杆表现出了钢管混凝土轴拉构件的典型受力特点。(2)利用通用程序ANSYS进行了钢管混凝土桁梁试验结果有限元模拟,并完成了主要参数分析以确定桁梁界限破坏和参数影响范围。对试验结果的有限元模拟分析表明,上、下弦杆管内混凝土本构模型采用三向受力模型,弦杆钢管本构方程采用五折线模型时,整体荷载-变形曲线、截面应变分布的有限元计算值均与试验实测值吻合良好；.有限元参数分析表明,剪跨比、弦杆截面含钢率、腹杆-弦杆钢管强度比对界限破坏模式及其承载力均有显著影响,腹杆布置形式和混凝土强度等级不改变失效模式但对承载力略有影响。(3)在试验研究、有限元参数分析和实例验证的基础上,利用已有钢管混凝土轴心受力构件承载力计算公式,建立了钢管混凝土桁梁(弦杆拉断)抗弯承载力设计公式及其适用条件。