(2)正常使用极限状态验算
荷载短期组合主梁上、下缘正应力计算结果：单元上缘最小应力为0.49 MPa，位于31 单元31#节点(位于左侧墩梁固结处)；单元下缘最小应力为2.55 MPa，位于57 单元57#节点(跨中截面)；单元最大主拉应力为-0.57 MPa．位于31 单元31节点(位于左侧墩梁固结处)；根据桥规JTG D62-2004第4．2．4条，应对墩顶负弯矩折减，折减后截面应力与相邻截面的应力相当(根据桥规JTG D62- 2004第4．2．6条，此截面与相邻单元截面相同)。所以，腹板优化后荷载短期效应组合主梁各截面上缘法向拉应力以及主拉应力均满足规范要求[1]。
荷载基本组合主梁上、下缘正应力计算结果：单元上缘最大应力为17.50 MPa，位于28#单元28#节点(左边跨，距2#墩墩轴线11 m)；单元下缘最大应力为13.60 MPa，位于105#单元105#节点(右边跨距离右端26m处)；单元最大主压应力为17.50MPa，位于28#单元28#节点(左边跨，距2#墩墩轴线11 m)；可以看出：腹板优化后荷载基本效应组合主梁各截面法向压应力以及主压应力均满足规范要求，并有一定的安全储备空间。
3.3 结构挠度计算结果分析
根据结构的受力特性，主梁产生持续下挠可能与荷载、收缩徐变、主梁刚度变化及主梁纵向预应力有效性等囚素有关。因此，本文所述的优化措施只改变了截面尺寸及预应力钢束中钢笳根数，在其它相关数据均不变的情况下计算主梁的挠度。计算结果显示主梁优化前在荷载的长期效应下跨中最大挠度为-28.2cm，而优化后在短期荷载的长期效应下跨中最大挠度为-27.2 cm；优化前主梁需设置的预拱度最大值为66.0mm，而优化后主梁需设置的最大预拱度值为56.3mm。可见，主梁的优化对解决主跨跨中的持续下挠问题是有利的。
3.4 结构动力特性分析
在计算跨径一定的情况下，影响结构动力性能的主要因素有跨中截面惯性矩及跨中处单位长度的质量等[4]，由于优化措施改变了截面尺寸进而对结构的自振特性会有一定的影响，所以本文通过对2种有限元模型进行特征值求解，得到了结构优化前后的自振特性，并加以比较分析，下面分别列出全桥横向、纵向、竖向1阶频率，如表3所示。
由表3看出优化后结构在横向、纵向及竖向基频均有所增加，由于桥梁结构的基频直接反映了动力冲击系数与桥梁结构之间的关系。不管桥梁的建筑材料、结构类型是否有差别，也不管结构尺寸与跨径是否有差别，只要桥梁结构的基频相同，在同样条件的汽车荷载下，就能得到基本相同的冲击系数。所以，由计算结果可以看出优化措施提高了结构的动力性能。
4.结论
腹板厚度由原来的方案(以左边跨为例)即：腹板厚分别为50，60，70 cm，优化为新的方案，即：腹板厚度分别为40，50，60，70 cm。如图5-6所示，2种方案的墩顶0块截面尺寸相同，经过如上所述的优化后可节省C60混凝土400m³、270K级钢绞线(15.24)27t、钢筋91t，从而可以降低工程造价。优化前后2种设计综合计算结果表明：
(1)主梁腹板优化后在施工阶段及运营阶段各项内力均满足规范要求，并有一定的安全储备，成桥状态的正常使用极限状态的不同荷载组合效应下主梁应力均满足规范要求，并有一定的安全储备，承载能力极限状态主截面强度满足规范要求，并有一定的安全储备。另外，优化对主梁跨中的持续下挠问题是有利的。
(2)施工阶段计算结果显示，腹板优化以后结构在各施工阶段的各项内力值均小于相应的原方案的内力值，其中弯矩的减小幅度最大。
(3)通过对结构的动力特性分析可知优化措施提高了结构的动力性能。综上所述，优化后的腹板厚度满足设计和规范的要求，并有一定的安全储备，优化措施使桥梁结构跨中的自重减轻，进而使施工阶段及成桥状态的结构内力有所减小，使结构的动力性能得到提高，不仅增大了钢束的安全储备，而且节约了大量的原材料，因此此优化方案是可行的。
参考文献：
【1】中华人民共和国交通部，JTG D6O-2004公路桥涵设计通用规范[s]，北京 人民交通出版社 2004。
【2】中华人民共和国交通部，JTG D62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[s]，北京 人民交通出版社 2004。
【3】刘效尧、赵立成，公路桥涵设计手册[M]，北京 人民交通出版社 2000。
【4】马保林，高墩大跨连续刚构桥[M]，北京 人民交通出版社 2001。
【5】刘世忠、任万敏、林智强，大岩洞特大桥拱圈脱架时背索和扣索索力优化计算[J]，兰州交通大学学报 2008 27(6)：5-7
关注微信