近些年，钢拱桥以其自重轻、跨越能力大、造型优美等特点，在大跨径桥梁中得到了广泛的应用。但由于结构的复杂性，对结构关键部位的优化设计、采用合理技术措施改善拱桥受力性能一直是此种桥型设计中的关键问题。为此，本文以北京市丰台区梅市口单肋中承式钢拱桥项目为依托，开展单肋中承式钢拱桥关键部位优化设计研究，做了如下工作：1.在查阅大量国内外文献的基础上，针对梅市口拱桥的结构特点，提出优化设计的关键部位：拱梁连接处、吊杆和拱脚，并对其开展优化设计研究。2.运用Midas/civil建立拱梁分离、拱梁铰支和拱梁固结三种不同拱梁连接方式的有限元分析模型，分析其对拱桥内力、位移、应力及稳定性的影响。研究结果表明：拱梁分离对边吊杆处应力影响较大，拱梁固结会使主梁轴力显著增大，建议采用拱梁铰支的连接方式。3.吊杆设计参数的优化设计研究表明：在拱梁分离连接方式下适当增加吊杆初始张拉力会有效减小边吊杆内力；不同的张拉顺序对成桥的结构内力无影响，但间隔张拉可以使结构弯矩变化幅度小且较为均匀；采用斜吊杆和网状吊杆布置形式能有效改善拱桥整体受力性能，其中网状吊杆布置最为明显，。4.运用Midas/FEA建立拱脚局部分析模型，对嵌入段钢箱内填筑混凝土及拱肋嵌入深度的优化研究表明：仅在嵌入拱座段钢箱拱肋内填筑混凝土的处理方式对改善拱脚处的应力状态更有效；拱肋向拱脚处传递荷载只集中在开始进入拱脚的一段长度内，改变拱肋的嵌入深度并不能有效改善拱脚处结构的受力性能。