深圳至中山跨江通道工程中的水底隧道段创造性使用了钢壳混凝土组合结构的截面形式,在我国尚属首次。钢壳混凝土组合结构主要采用混凝土与钢材两种材料,其力学性能对温度十分敏感,导致钢壳混凝土组合结构高温下的力学响应特征十分复杂。而在公路隧道结构中,针对隧道衬砌结构在火灾高温下的力学响应特征有广泛的研究,但对于钢壳混凝土沉管隧道结构的火灾力学行为研究工作和成果有限,尚无相应指导规范可循。为确保钢壳组合结构在火灾工况下的安全与稳定,为设计提供有效指导,钢壳混凝组合结构火灾高温下的力学行为研究十分必要和迫切。文章取钢壳混凝土沉管隧道顶板结构作为研究对象,针对其在隧道火灾高温下的力学响应特征进行研究,对钢壳混凝土沉管隧道顶板结构缩尺（1:3）构件进行火灾力学响应试验,并在此基础上,通过仿真模拟和理论计算的方式对其力学行为,以及极限承载力进行研究。主要开展工作如下:（1）通过调研各标准升温曲线,选取了RABT火灾标准升温曲线作为文章研究的环境温度指导标准。从热工性能和高温力学性能两个方面,调研了钢材和混凝土在高温下的材料特性,发现混凝土在高温下的热工性能影响较小,但是其高温下力学性能恶化明显。从不同研究成果来看,混凝土的力学性能在800℃时基本丧失,并且可能会出现烧酥和爆裂的情况。钢材的力学性能对温度十分敏感,在300℃时,其力学性能有明显的劣化现象,到700℃时,其残余承载能力几乎丧失。（2）为研究钢壳混凝土沉管隧道顶板结构在火灾高温工况下的力学响应,以试验研究的手段,取深中通道沉管隧道管节顶板结构缩尺（1:3）构件为研究对象,对钢壳混凝土组合结构梁高温下温度传递以及分布规律、结构力学行为及其特征以及火灾工况后钢壳混凝土组合结构梁的损伤进行探究,取得以下主要结论:1)在完整的RABT曲线下,构件温度裂缝从构件支撑处开始向构件中间区域横向发展,以T型肋高度（距钢壳底板10cm处）横向展开,且发展至钢材附近的裂缝向上起伏。温度裂缝以下的混凝土出现不同程度烧伤,烧酥且剥落的现象。2)高温下钢壳混凝土组合结构梁破坏性态以受弯破坏为主。3)高温工况下,构件强度、刚度折减较大,构件破坏迅速且不易控制。4)完整的RABT曲线下,温度影响范围35cm左右,传递高度越高,温度越低。5)高温工况下,钢壳混凝土组合结构梁位移发展可分为三个阶段:（1）急速增大阶段;（2）稳定阶段;（3）部分恢复阶段。（3）在试验的基础上进行仿真模拟计算,对钢壳混凝土组合结构梁在RABT标准曲线下的温度分布以及传递规律、钢壳混凝土组合结构梁在高温加载下的结构变形规律,力学特性进行对比研究。得到以下主要结论:1)结构在RABT标准升温曲线下的升温阶段温度分层明显,温度最大影响高度为35cm,与室内试验结果一致。2)结构在集中荷载和高温耦合作用下的变形主要特征为,梁净跨区域下沉,结构两端向上翘曲且向外膨胀产生横向位移。3)钢壳混凝土组合结构的最大应力和应变区域从支撑处斜向45°贯通至结构顶部,梁随着温度增加,结构的受力区开始逐渐上移,底部区域强度逐渐失效。温度越高,随着荷载等级升高,混凝土达到应力峰值的速度越快,混凝土失效越快。（4）由于试验条件和时间的限制,利用有限元和理论计算的方法,计算钢壳混凝土组合结构梁的常温和高温承载力。取得以下结论:1)钢壳混凝土组合结构梁在底板温度不断升高的过程中,破坏过程经过以下形式的发展:（1）受剪破坏;（2）剪弯耦合;（3）受弯破坏。2)常温下,钢壳混凝土组合结构梁以斜截面剪压破坏为主;高温下,结构破坏形式以正截面受弯破坏为主。在RABT曲线下,有限元所计算的结构裂缝分布与试验大体一致。3)整合出适合钢壳混凝土组合结构梁常温及高温下承载力计算方法,并针对计算结构,拟合出高温下结构极限承载力的计算式。