预应力异形截面钢管混凝土翼缘工字梁组合结构是一种新型的组合结构。此构件可充分发挥钢结构特性、核心混凝土抗压性能、预应力技术和空间组合结构等优势,进而提高构件的极限承载力。本文在对矩形钢管混凝土翼缘工字梁研究现状分析的基础上,采用数值模拟的方法,对预应力异形截面钢管混凝土工字梁的约束扭转力学性能进行系统的分析和研究。本文主要有以下几个方面的工作:(1)对预应力异形截面钢管混凝土工字梁的异形截面进行结构设计。设计了矩形钢管混凝土翼缘、三角形钢管混凝土翼缘、中空矩形钢管混凝土翼缘及组合翼缘等几种异形截面形式。(2)对不同截面形式的异形钢管混凝土翼缘工字梁进行预应力布索设计,为每种截面形式设计了几种不同的布索方案。通过有限元分析,得出不同截面形式下,最合理的布索形式。(3)分析在最优布索方案中,梁约束扭转的力学行为。通过调整梁的不同参数,分析材料强度、钢管翼缘参数、梁异形截面参数、初始预应力大小等因素对预应力异形截面钢管混凝土翼缘梁约束扭转力学性能的影响。对比找出主要参数。为今后的研究和工程应用提供依据。