1、通過對國內梁橋結構形式進行部分統(tǒng)計了解到，2014年以前建成的單孔跨徑在30～60m范圍內的簡支變連續(xù)梁橋以T梁居多。但是預應力混凝土T梁在設計和施工方面仍存在不足，如:吊裝就位后相鄰的主梁存在較大的反向撓度差;薄腹板T梁在施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)側彎變形現(xiàn)象;由于橋面寬度與車道規(guī)劃不當，導致車輪頻繁的作用在T梁橫向連接處;相同跨度的橋梁結構尺寸不統(tǒng)一，施工單位的模板與設備無法得到充分的循環(huán)利用等等。本文針對上述不足，依托內蒙古寶貝河大橋工程

2、，對PC簡支變連續(xù)T型梁的合理斷面設計進行了研究。根據(jù)PC簡支變連續(xù)T梁的特點，結合相關學科中設計產(chǎn)品“合理設計”的概念，以及目前T梁在設計與施工中存在的主要問題，規(guī)劃了合理斷面設計的內容。討論了各個設計內容之間的相關性，并研究了合理斷面設計中具體內容的設計與計算方法。本文的主要研究成果如下:
　　(1)為使橋面板受力最不利位置避開車輪頻繁作用線，對幾種橫斷面布置方案進行對比，優(yōu)選出相對合理的方案。利用曲線擬合的方法得到了橋面板彎

3、矩與主梁間距的關系及計算公式，得到了在鋼筋應力限制條件、抗彎承載力限制條件和裂縫限制條件下橋面板板厚的變化規(guī)律，分析了在特定的配筋下橋面板板厚與主梁間距的關系。通過對不同的配筋方案進行比較，得到了各種主梁間距下的鋼筋布置方案與橋面板最優(yōu)板厚。此板厚設計值可以滿足設計車輛荷載作用下承載力要求，同時在主梁截面設計中作為已知的受壓翼緣板，減少了主梁截面設計變量，簡化了主梁截面優(yōu)化設計問題。
　　(2)通過對截面優(yōu)化設計的一般問題的探討，

4、總結了截面設計的變量、目標函數(shù)、約束條件和優(yōu)化算法等在橋梁結構優(yōu)化設計問題中的特性。根據(jù)T型梁的構造特點確定了截面優(yōu)化設計變量。根據(jù)現(xiàn)行橋規(guī)建立截面優(yōu)化的約束條件，并提出將施工變形控制要求引入截面優(yōu)化約束條件當中。建立了曲線配束時變截面的預應力混凝土T梁的目標函數(shù)。研究了內點算法、序列二次規(guī)劃法和有效集算法這三種優(yōu)化算法的各自特點與應用，討論了算法的選擇。應用MATLAB優(yōu)化工具箱，對既有RC梁進行優(yōu)化試算，對比了各個算法在解決橋梁截面

5、優(yōu)化問題時的特點和效率。通過算例驗證和算法對比表明，內點算法在配筋混凝土截面的優(yōu)化計算時體現(xiàn)了較好的效率和效果。利用內點算法對既有PC梁進行了優(yōu)化試算，試算結果表明了內點算法在預應力混凝土梁截面優(yōu)化設計問題中是可行的優(yōu)化算法。對結構可靠度問題進行了探討，分析了結構造價與可靠度之間的關系以及有關參數(shù)對結構造價的影響。得到了結構總投資最低時參數(shù)的確定方法，給出了基于可靠度的優(yōu)化設計評價準則。
　　(3)為了研究施工預加力時的梁體變形，

6、討論了T型梁施工變形計算與控制中存在的問題，實施了預應力混凝土T梁試驗，建立了與試驗梁對應的ABAQUS有限元模型?？紤]梁體底面存在接觸的實際情況，探討了梁體張拉過程中的摩擦接觸問題，通過有限元計算，揭示了梁體在張拉過程中的變形規(guī)律。提出了計算的基本假設，運用靜力法對施工梁體進行受力分析，推導了確定反向撓度變形的邊界約束條件方程和側彎變形計算公式。結合截面優(yōu)化設計，提出了施工變形控制的設計措施。
　　(4)對寶貝河大橋進行了合理斷

7、面設計。利用試驗橋的成果建立了成橋的MIDAS有限元模型，用該模型對設計結果進行了驗證。將原設計和合理斷面設計的結果進行了對比，并做了經(jīng)濟性和安全性等方面的評價與分析。分析結果表明:合理斷面設計后，預應力鋼筋用量降低，梁高不變，跨中腹板寬度不變，支點腹板寬度降低，單位梁長重力變化甚微，單位梁長造價降低;翼緣板平均厚度增大，每米板寬內鋼筋用量降低;邊梁和中梁的施工反向撓度變形差變小，施工側彎變形較易控制。與原設計相比，混凝土工程量降低，主