活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,简称RPC)作为一种新型混凝土材料,具有超高强度、高耐久性、高韧性和体积稳定性,其性能与普通、高强混凝土相比具有更大的优越性,在国际上已引起了高度的重视。但目前对RPC的科研成果多集中于材料配比优化和基本力学性能研究方面。为了填补我国在RPC结构领域的空白,在铁道部科技研究开发基金的资助下,北京交通大学土木建筑工程学院研制了铁路跨度20m预应力活性粉末混凝土低高度T型梁,并已用于实际工程。经过静载试验测试表明,此次研制的低高度梁能达到各项力学性能指标要求,且有较大富余。因此,对RPC低高度T梁进行优化设计研究,并对优化前后的低高度T梁进行全过程分析,从而为RPC在桥梁工程中的应用提供设计理论和设计方法将有极其重要的意义。首先,本文基于ANSYS软件尺寸优化设计模块,采用零阶法与一阶法相结合,对铁路跨度20m预应力活性粉末混凝土低高度T梁进行尺寸优化;选取RPC和预应力钢绞线总造价为目标函数,以T梁最大主拉应力和最大挠度为约束条件,通过对T梁顶板厚度、底板厚度、腹板厚度和预应力钢绞线面积的优化,从而达到优化T梁材料用量,充分发挥RPC材料性能,最终降低T梁工程造价的目的。其次,通过编制程序,对优化前后的RPC低高度T梁进行了全过程分析。分析共分两部分:一、非预应力活性粉末混凝土T梁分析,主要分析了不同配筋率下的抗弯承载力随上翼缘压应变变化关系、截面应力分布、截面极限承载力简化计算方法、截面抗裂性分析及简化计算方法;二、预应力活性粉末混凝土T梁分析,共对优化前后的两种截面三种配筋状态下的抗弯承载力进行分析。最后,整理并分析了在沙城桥梁厂进行的RPC低高度T梁(实梁)静载试验数据。本文作为一种尝试性研究,为今后RPC在结构领域的应用与研究提供参考。