渡槽是水利水电工程中的一种重要的架空输水建筑物,其多用于灌区及地形地势变化剧烈的地区。这些渡槽的结构尺寸较小,在设计时通常设计人员都是按照平面弯曲梁理论进行设计,而且由于渡槽的历史悠久,因此对于这类结构的设计施工技术都较为成熟。但近年来随着我国跨流域调水输水工程南水北调工程的建设,渡槽的形式就出现了巨大的变化,同样设计施工上的新问题也就出现了。我国南水北调工程中的渡槽,为了满足大跨度、大流量输水要求,与以往我们所见到的灌区渡槽相比,不仅在结构形式上新颖独特,体积庞大,具有大宽度及大宽高比特征,槽身三维预应力承载系统,使得该类结构的横向挠曲变形不容忽略,并且由于该类结构尺寸庞大,位于沟谷风口区域,导致其侧向抗风稳定也成为不可忽视的问题,以至于使其成为具有纵横向变形及侧向风压稳定问题的一种空间三维预应力结构。与以往的常规渡槽相比,这种结构不论是在设计模式上还是在施工、运用中都将面临不确定因素的影响。因此对这种新型结构开展设计方法与施工技术方面的研究十分迫切而必要,对实际工程具有重要得理论和实用价值。本论文以南水北调中线工程中跨洺河大型多侧墙预应力矩形渡槽为分析对象,采用结构可靠度理论结合ANSYS软件的方法。在原设计数据的前提下对其进行结构优化研究,将槽身的六个截面尺寸参数作为设计随机变量,通过应用结构力学、钢筋混凝土学、工程结构可靠性的知识,建立了反应结构承载力和使用性的十四个极限状态方程,在此基础上,建立了以结构可靠度指标表达的约束方程,以一节槽身造价为优化目标函数,采用可靠度理论中的验算点法计算可靠指标,以及采用数学规划随机方向搜索法中的复合形法寻优搜索,应用大型结构分析软件ANSYS的优化功能进行寻优,最终得到优化结果。