我国是能源大国，在上个世纪六、七十年代，我国煤电产业发展迅速，全国有大量的矿山、电厂正在建设，作为生产运输的必要环节，栈桥的建设量非常大，同时由于场地条件限制和综合经济性考虑，新建栈桥的跨度也越来越大。但受到行业技术水平的限制，大跨度栈桥的结构形式仍然陈旧落后，没有跟上结构行业日新月异的发展浪潮，造成了部分经济浪费。鉴于煤炭行业迅速发展与栈桥结构设计技术落后的现状，针对大跨度输煤栈桥设计及优化的研究迫在眉睫。本文以大跨度输煤栈桥上部通廊为研究对象，利用SAP2000有限元分析软件，基于结构优化设计理论，对一般型钢桁架、圆管桁架、预应力圆管桁架和预应力钢管混凝土组合桁架进行内力、模态和稳态分析，并利用改进的满应力法对各结构杆件截面进行了结构优化设计。利用作者提出的等效挠度法，对各结构杆件内力、稳态分析响应量、挠跨比和设计总经济费用的综合对比，最终提出将预应力钢管混凝土组合桁架应用于60m以上跨度输煤栈桥具有良好的经济性和适用性。本文又以输煤栈桥为工程背景，将预应力钢管混凝土组合桁架的腹杆体系和拉索布置方式作为优化变量，在杆件稳定和强度约束条件下，将结构挠跨比和经济费用作为目标函数进行综合对比。通过结构优化设计及目标函数的综合对比，提出将人字式腹杆体系和三撑点廓外布索方式应用于70m-80m跨度预应力钢管混凝土组合桁架输煤栈桥，可以取得很好的经济指标。