本文以国内外波纹钢腹板PC组合箱梁的相关理论、试验研究以及工程实践等文献资料的收集和分析为基础，概述了波形钢腹板PC组合箱梁桥的发展概况、构造及受力特点，推导了波纹钢腹板纵向的等效弹性模量的计算公式，波纹钢腹板组合箱梁的基本力学特性和设计要点，建立了合理的波纹钢腹板组合箱梁简化计算模型，对其弯曲性能、剪切性能、应力及变形计算作了归纳与推导。 在现有研究的基础上，通过数值计算手段分析了波纹钢腹板的几何构造参数对其屈曲稳定性能的影响，并通过有限元仿真模型计算进一步考察了腹板几何参数对临界屈曲荷载的影响。并且考察了腹板倾角对箱梁抗弯、抗剪以及抗扭性能的影响，为波纹钢腹板的几何参数设计提供了建议。 最后本文提出了控制波纹钢腹板组合箱梁腹板设计的主要因素，并利用Ansys参数化语言建立了结构的有限元优化模型，以波纹钢腹板的体积作为优化目标，几何参数作为设计变量，并建立约束条件，用Ansys的优化模块对钢腹板进行优化设计。计算结果表明优化具有较好的成效，能使腹板几何参数在满足箱梁总体力学性能的基础上节省一定的钢材，为波纹钢腹板几何参数的设计提供了一种方法。