管道穿跨越工程是管道建设中重要的组成部分,大型跨越工程一般设置在河流,峡谷,或者地质情况较复杂的地方。跨越工程有很多种结构形式,桁架式跨越是跨越结构中较简单的形式之一。桁架式跨河管架的结构优化和其可靠度分析,关系到管架的整体性能,对管道的安全运行有着重要的作用。工程中普遍存在着不确定性,在结构设计中如何去合理考虑和处理这些不确定性,并最终做出合理的决策是结构工程设计中的不可回避的问题。为此,可靠度的概念和理论应运而生,并最终应用于结构设计中。可靠度计算有很多种方法,由于计算机性能的提高,可靠度计算的许多限制被打破,基于有限元软件ANSYS的可靠性计算是目前可靠性计算的主流方法。应用蒙特卡罗-有限元方法进行桁架结构的可靠性分析,既能保证结果的有效性,又可以避免其它方法在数学计算上的限制。结构优化设计强调的是从众多设计序列中寻求结构的最佳设计序列,在保证结构几何构造、强度、刚度、稳定和自振频率等性能满足规范要求下,通过改变结构的几何尺寸,几何形状,材料类型等某些设计变量,使结构的各项功能指标和工程费用都能达到最期望的目标。在结构优化设计计算中,一阶方法是较常用的方法,它对设计变量更加敏感,收敛速度快,计算结果更精确。本文以一个实际工程为例,对其进行了结构抗震可靠度分析和优化设计计算。通过模拟结构在地震作用下的响应对结构的抗震性能进行了分析,并通过可靠性分析,得到结构的抗震可靠度。在结构优化设计中,针对实际工程的倒三角形桁架结构,同时又设计了矩形桁架结构作为对比,对这两种桁架进行结构优化。经过设计分析后对两种不同的结构进行对比,确定结构可以采用的最优方案。结构的抗震可靠性和优化设计分析可以为今后结构设计提供依据,具有很好的指导作用。经优化设计和可靠性计算后的结构,既可以节约材料成本,又能满足实际工程的需要,并且有利于现场施工。桁架结构的优化设计和可靠性分析不仅能用在管架设计计算方面,在其它钢结构及工业与民用建筑中也有广泛的应用。