钢桁架拱桥具有外形雄伟壮观、跨越能力大、承载能力高等优点，近十几年来在我国发展迅速，然而目前针对钢桁架拱的研究相对较少，钢桁架拱桥设计理论的发展滞后于工程实践。本文结合背景工程天津国泰桥，围绕钢桁架拱桥的体系优化和结构性能展开以下几方面的研究： （1）回顾了钢桁架拱桥的发展历史；总结了钢拱桥目前的发展趋势；概述了钢桁架拱桥的分类、结构形式和力学特点。 （2）针对背景工程天津国泰桥，分析了钢桁架拱桥体系优化的关键问题，比较了优化前后两个体系的结构静力性能，结果表明采用滑动铰支座的三跨中承式桁架拱体系比单跨固端桁架拱体系更具优势。 （3）分析了钢桁架拱桥的受力特性，并对三跨铰支钢桁架拱体系进行参数研究。结果表明钢桁架拱桥具有拱和桁架梁两种体系的特点，其力学性能与拱的矢高和桁架高度密切相关，并受桁架腹杆布置形式、边界条件等因素的影响。 （4）比较了钢桁架拱桥、钢箱拱桥和钢管拱桥的单位桥面用钢量，得出结论：跨径400m以上时钢桁架拱桥比钢箱拱桥经济，跨径100m以内时钢管拱桥较为经济。