结合东深供水改造工程，采用混合离散变量优化方法，对钢筋混凝土矩形渡槽结构进行了优化设计，确定了满足基本设计条件的矩形渡槽方案。利用三维有限元技术，并考虑桩土相互作用规律，全面分析了矩形渡槽结构在动、静荷载作用下的整体受力性能。分析结果表明，矩形渡槽槽身在板件相交处应采用渐变过渡，以减小应力集中；在渡槽线路拐弯的地方，应加大纵向约束，以提高渡槽结构的抗震能力。三维有限元技术和基于解析法的优化设计方法相结合，能有效解决渡槽这一空间结构的设计计算和受力性能分析问题。