大跨斜拉立体桁架是由斜拉索、立体桁架和塔柱三部分组成的结构体系。与斜拉网格结构相比,这种结构杆件少,节点少,施工吊装比较容易,造型轻巧优美,是一种具有广阔发展前景的结构体系。本文在已有文献的基础上,针对目前斜拉立体桁架中存在的问题做了如下工作:对斜拉立体桁架的结构选型进行了详细论述,并对其几何非线性理论进行了探讨,介绍了索单元、空间杆单元、空间梁单元的切线刚度矩阵的推导方法,最后得到了整个结构的非线性增量平衡方程。在参考斜拉桥分析方法的基础上,提出了斜拉结构预应力的分析方法,即用改进的平衡迭代和位移迭代相结合的双重迭代法对斜拉结构进行预应力分析。将此法用于某车站雨棚斜拉立体桁架结构,建立了三维有限元模型,进行了斜拉立体桁架的静力分析,结果表明本文提出的双重迭代法是分析此类结构的一种有效方法。同时对施工过程中的预应力施加方法做了详细的介绍。对斜拉立体桁架中各类节点的设计做了详细论述。重点计算分析了立体桁架与塔柱连接节点中的直接焊接的刚性节点和通过连接球连接的柔性节点对结构受力性能的影响,结果表明改变塔柱节点状态对于整个结构的变形和塔柱受力没有太大影响,只是改变了节点附近杆件的受力,离塔柱节点越远,变化越不明显。在施工质量保证的情况下,采用刚性连接形式结构受力将更加合理。最后将桁架改为上承式结构形式,发现塔柱受力得到了很好的改善。研究了塔柱高度、桁架矢跨比和拉索刚度等参数对结构性能的影响,并针对各个参数在设计阶段的选取提出了参考意见。