自二十世纪以来，我国水电事业建设蓬勃发展，出现了我国水电建设史上前所未有的高潮。水力发电已成为了我国能源结构的重要组成部分。水电站压力管道是输水建筑物及发电设备的重要组成部分，在修建巨型水电站时，由于受地面条件限制、管道的巨型化特点及考虑经济因素，因此水电站埋管的研究具有重要的现实意义。钢管的受力特征、结构参数选择和所处的地质环境以及条件有很大的关系。因此，对压力钢管结构型式进行优化设计是十分必要的。优化设计可大大加快设计速度，而且设计质量也可大大提高，与传统设计方法相比，优化设计可以节省工程投资，在经济上带来很大的效益。复合形优化设计是直接法中构思直观、使用方便、效果稳定的一种方法，也是实际工作者很愿意采用的。在此背景下，为了在保证钢管安全可靠运行的条件下，达到材料最省且性能最优，本文在分析埋管的研究现状和存在问题的基础上，结合优化设计理论和结构可靠性原理，对埋藏式压力钢管进行了以结构可靠指标为约束条件的复合形法优化设计研究。建立了钢管内压、外压及加劲环外压的数学模型，对其进行了可靠性分析，复合形优化。并结合三维有限元分析及相应软件，对包括本文优化方案在内的3种设计方案，进行了钢管承受内水压力作用下应力、位移的计算验证，以及承受外水压作用时的屈曲模态及临界荷载计算。通过上述分析与计算研究，获得了一些研究成果，也发现了一些需要进一步深入研究的问题。