随着生态城市的提出，人们环境保护与审美观念的增强，我国蓬勃发展的水利水电事业也迈进新阶段，各种省时、省料、美观、环保的水工闸门相继诞生，在对我国各种各样闸门的结构、类型、特点进行研究、分析、比较的基础上，研究人员提出一种新型的闸门机构—叉梯式景观闸门。该闸门系统主要由平板钢闸门、门后支架、闸门支铰、与卷扬机连通的启闭设备、止水、门间连环扣件、滚轮以及滚轮轨道等构成。与普通闸门比较，该闸门具有结构简单，制造、安装、维修方便，启闭灵活，工程造价低，美观大方，易与周边环境相协调等优点。叉梯式景观闸门门叶结构由门后支架支撑，为点支撑形式，由于不用嵌固于内槽，故结构柔性较大，且相应的设计规范与计算方法尚不成熟，而传统的设计方法往往忽略结构的整体性和空间结构特点，使得设计结果在一些地方过于保守，而在一些关键部位又安全裕度不足，从而严重的制约了新闸门的推广与应用，本文将采用C++语言、遗传算法、有限元软件ANSYS及其参数化设计语言APDL对闸门进行结构计算与优化设计，具体研究内容如下：在大量阅读相关文献资料的基础上，叙述了叉梯式景观闸门提出背景，分析了闸门运行原理，并建立了闸门的受力平衡方程，详细叙述门叶和门后支架结构设计与布置，启闭装置类型与选择，并给出了闸门开启、持住和关闭时的启闭机力。建立了基于ANSYS的三维结构分析模型，计算门叶面板、主梁、次梁和斜梁的应力与变形情况，并校核门叶的强度和刚度。提出基于参数化设计语言APDL的叉梯式景观闸门的遗传优化，通过C++编写遗传算法程序，每次循环均由system函数调用批文件打开ANSYS完成结构计算并返回主函数需要的参数，最终完成闸门结构优化，采用标准二进制编码，提出精度的概念解决离散变量与连续变量混合编码的问题，构造适应度函数，由罚函数法将有约束优化问题转化为无约束优化，优化后得到新的面板厚度、梁系尺寸与支铰水平位置。最后，总结了本文的研究工作，在研究成果的基础上对今后的研究工作进行了展望。