我国幅员辽阔,地形复杂,特高压输电线路往往会跨越铁路、公路与输电线路等重要民生工程。跨越施工中,通常采用搭设跨越架的方式来保护被跨越物,保障其正常安全运行。跨越架架体多为杆系结构,且辅材众多,布置形式多变,故对其结构进行优化设计具有重要意义。针对跨越架设计,提出了一种基于生物地理学算法的尺寸、形状与拓扑一体式优化方案。主要的研究工作分为以下几个方面:（1）介绍了生物地理学优化算法（Biogeography-Based Optimization,BBO）的基本思想和优化原理,包括BBO算法的迁移、突变与清除操作内容,建立ANSYS有限元软件的命令流程序与MATLAB数学软件的优化设计程序,结合两种软件程序的调用,介绍了优化设计的基本步骤。（2）将生物地理学优化算法应用到平面桁架结构算例与空间桁架结构算例的尺寸、形状与拓扑优化设计中,优化算例结果表明生物地理学优化算法适用于多类型离散变量桁架结构;并将萤火虫算法（Firefly Algorithm,FA）与蝙蝠算法（Bat Algorithm,BA）的优化结果与BBO算法的优化结果进行对比,生物地理学优化算法在处理高维度优化问题的寻优效果更好,具有较大的发展潜力。（3）以最小结构质量为目标函数,结构强度、刚度和稳定性为约束条件,建立了基于生物地理学算法的跨越架结构优化模型。选择结构杆件的截面尺寸为尺寸变量、节点坐标为形状变量、标准节中各斜腹杆排布形式为拓扑变量,分别对跨越架结构进行以下三种优化:尺寸优化;尺寸与形状优化;尺寸、形状与拓扑优化。结果表明,进行尺寸、形状与拓扑优化后,得到的跨越架结构质量最轻,杆件布局合理,且满足约束条件的要求。（4）结合工程实际荷载条件,布置多个工况,对优化后的跨越架结构进行有限元分析,分别进行刚度、强度与稳定性校核。结果表明,进行尺寸、形状与拓扑优化后的跨越架结构满足设计要求,进一步证明了本文优化方法的可行性,并且在处理实际工程优化设计问题时具有很强的实用性。