管桁架工程合理设计的关键因素包括但不限于以下几个方面。

首先，考虑到管桁架工程的用途和环境条件，需要进行全面的工程分析和评估。包括了解工程设计的目标和要求、周边环境的要求（例如气候条件、地震条件、风载等）、工程所处位置的特殊要求（例如高山、沿海等）、工程所承受的负载等。只有充分评估这些因素，才能实现合理的设计。

其次，合理设计还需要考虑到材料的选择。管桁架工程使用的材料通常是结构钢、钢管、铝合金等，其材料的选择对工程的质量和耐久性有很大的影响。因此，在选择材料时，需要考虑到材料的强度、刚度、耐久性等特性，以及材料与环境的耐腐蚀性等因素。根据不同的工程需求，根据材料的特点选择合适的材料，以实现工程的合理设计。

第三，合理的工程设计需要充分考虑到施工工艺和施工安全性。管桁架工程的施工一般需要采用预制和现场安装相结合的方式进行。因此，设计师需要考虑到施工过程中的复杂性、施工方法的选择、工艺流程的安排等因素，以确保工程可以顺利进行。此外，还需要考虑到施工中的安全性，包括避免施工过程中的人身伤害风险、材料和设备的安全性等。

第四，合理的设计还需要考虑到工程的经济性。经济性是考虑到工程的经济性能够在有限的资源条件下更大限度地满足设计目标和要求。在管桁架工程的设计中，需要考虑到工程的造价、材料的消耗、工期的安排等因素，以寻求更好的经济效益。通过合理选择材料、优化结构设计，可以达到降低成本、延长使用寿命的目的。

最后，合理的设计还需要满足法律、法规和标准的要求。各个国家和地区都有相应的建筑设计法律法规和标准，对管桁架工程的设计和施工都有一定的要求。设计师需要遵守这些法律法规和标准，以确保工程的安全、可靠和合法。

综上所述，管桁架工程合理设计的关键因素包括工程分析与评估、材料选择、施工工艺与施工安全、经济性以及法律法规和标准要求等。只有在对这些因素进行综合考虑的基础上，才能实现管桁架工程的合理设计。