随着社会的发展,桥梁结构已不单纯满足交通功能,也是作为一种空间艺术结构物存在于社会之中。对桥梁美学的日益重视,促进了桥梁造型的丰富多彩。在传统拱桥的基础上,一些新颖的异型拱桥呈现在人们面前。这些异型拱桥在追求视觉美感的同时,牺牲了一些结构受力的合理性,对于这些桥梁,只有在美学与力学之间找到平衡点,才能收获合理的设计。本文以张家口通泰大桥为工程背景,研究了确定斜跨式异型拱桥合理成桥状态索力的优化方法;并对拱肋的自振特性进行了分析。具体内容如下:研究了基于能量法并考虑空间效应的合理成桥索力无约束和有约束优化分析方法。以张家口通泰大桥为工程背景,采用有限元分析软件和数学应用软件MATLAB进行了无约束和有约束优化分析,以验证两种方法在确定斜跨拱桥合理成桥索力时的适用性。在以成桥状态应变能最小为目标进行了一次无约束优化分析后索力不能满足要求,通过添加权系数并构造索力优化函数进行分析使索力合理性条件得到了满足;依然以成桥状态能量最小和索力合理性条件为目标,兼顾活载受力状态并增加内力约束条件,进行了有约束优化分析,得到了较为合理的成桥状态。分析了成桥状态对于所优化目标参数的敏感性,尝试对斜跨式异型拱桥合理成桥状态的确定方法进行简化。通过分析,考虑主梁的扭转及面内弯曲应变能将对全桥优化的内力结果造成显著的影响。分析了拱肋自振特性并对比了温度,支座沉降,局部刚度变化工况对其的影响。