活性粉末混凝土(RPC)是一种新型材料,具有良好的力学性能和高抗渗性。当前,我国正修建多条客运专线和高速铁路,用RPC代替普通混凝土进行结构设计,可以使结构轻型化,大大改善结构的耐久性;整孔箱梁具有抗扭性能好,纵横向刚度大,稳定性好等优点,已应用于秦沈客运专线。为了使预应力RPC箱梁更好的应用于工程实践,本文在既有研究的基础上,将RPC箱梁应用于铁路客运专线,采用有限元分析和最优化设计方法结合在一起对RPC箱梁进行理论分析,并通过优化分析确定截面最优参数和最佳预应力面积,为RPC箱梁的实践应用提供理论依据。本文首先以24m双线铁路预应力RPC整孔简支箱梁为例,通过有限元建模,以梁体积为目标函数,箱梁截面尺寸和预应力筋面积为设计变量,强度和挠度为约束条件,采用ANSYS有限元参数优化分析方法乘子法,对箱梁正常使用阶段主要工况进行参数优化分析,分析结果表明,预应力RPC简支箱梁体积最优时,起控制作用的主要是截面高度参数,而且预应力筋面积是梁挠度的主要决定因素。在优化参数分析地基础上,分别对铁路客运专线常用的24m、32m两种跨度的双线整孔简支箱梁进行优化计算与分析,最终得出两种跨度跨中截面最优截面参数和最优预应力筋面积。分析计算中,由于等截面布置的RPC箱梁截面包括端部截面应力均已满足结构强度要求,所以普通钢筋布置和端部截面形式只需符合构造要求即可。