为满足我国科学技术与经济的快速发展,矮塔斜拉桥的建设已成为现代的需求。随着矮塔斜拉桥跨度的不断增加,设计难度与施工难度越来越大。与此同时,设计与施工带来的成本也越来越高。因此,如何在保证安全可靠的基础上使得成本最低已经成为广大学者研究的方向。本文借助大连市长山大桥为背景,利用有限元软件ANSYS进行优化设计分析。首先,本文通过总结斜拉桥的发展历史与广大学者的研究成果,提出研究的方向与现代斜拉桥面临的挑战。其次,介绍了有关优化设计的一些概念、研究方法与设计步骤。同时,提出了结构优化设计的一些基本理论和数学模型。再次,本文分三部分进行优化。第一部分为桥墩的优化。选取单支墩厚度为设计变量,以桥墩强度和稳定性等作为约束条件,目标函数选取桥墩截面面积。通过零阶优化和一阶优化,得出优化结果,再与实际结果对比。第二部分为斜拉索的优化。选取斜拉索的初始应变为设计变量,以跨中位移为目标函数,通过优化降低索力。第三部分为多目标优化。通过将前两部分联合优化,最终得到了多目标优化的最优计算结果。最后,通过总结各章节的计算分析结果,提出一些建设性意见与展望,为斜拉桥的设计施工提供了一定的参考价值。