钢桁架拱桥具有外形壮观、跨越能力大、承载能力高等优点。结构优化设计在桥梁工程领域日益受到重视,但其应用范围和程度还很不理想。基于可靠度的优化理论是桥梁结构优化设计理论的重大发展。本文针对钢桁架拱桥的结构优化分析做出以下工作:(1)在查阅大量国内外文献的基础上,系统回顾了钢桁架拱桥的发展历史,总结了桥梁结构优化的研究现状,针对基于可靠度的钢桁架拱桥结构优化分析提出需要进一步研究的问题。(2)根据钢桁架拱桥的结构特性,考虑上承式钢桁架拱桥的受力特点,在ANSYS平台上建立上承式钢桁架拱桥模型。(3)利用ANSYS有限元分析软件中APDL二次开发功能,实现桥梁结构影响线的计算,计算拱脚、l/8、l/4、3l/8和跨中五点的竖向位移影响线和轴向应力影响线,得到相应点的最不利活载位置。(4)在竖向位移和轴向应力最不利活载位置施加公路-Ⅰ级汽车荷载,分析上承式钢桁架拱桥在不同工况下的受力特性。同时对全桥进行刚度、强度、稳定性验算。(5)分析在汽车荷载作用下钢桁架拱桥体系的可靠性,计算其可靠度。同时对桥梁的可靠性进行灵敏度分析,确定竖向位移和轴向应力对各个截面尺寸灵敏度的大小。(6)以桥梁结构中最大轴向应力和最大竖向位移为状态变量,以灵敏度大的截面尺寸为设计变量,以全桥自重为目标函数,对全桥进行基于可靠度的钢桁架拱桥结构优化分析,考虑结构整体均匀受力,确认最终钢桁架拱桥的截面尺寸。