预应力混凝土T梁因其诸多优点成为我国铁路桥梁建设中广泛应用的桥型。目前，随着铁路提速的不断深入，在提速试验中，发现既有预应力混凝土T梁存在刚度不足及整体动力性能差的问题。特别随着客货车速度越来越高，对于桥龄较长的既有T梁桥，这些问题越显突出，如不加以解决，将会直接影响桥梁结构使用寿命和列车运行安全。首先，本论文基于桥梁结构设计原理和结构力学分析计算方法，以32m预应力混凝土简支T梁为实例，建立其静动力分析的ANSYS有限元模型，计算在标准铁路荷载作用下结构应力和挠度，分析其结构强度是否满足设计要求。通过计算移动荷载作用下的结构动力响应，判断结构响应与列车运行速度的关系。同时对其结构自振频率也进行了计算分析和评定。其次，本论文对预应力混凝土T梁结构优化设计进行初步研究。新建桥梁的优化设计技术在铁路桥梁设计中越来越重视，本文基于结构参数化设计的思想，实现有限元分析建模参数化，本方法能迅速得到调整设计参数后的新结构模型。最后，本论文对预应力混凝土T梁结构优化前后的静动力特性进行比较，得出的结论对工程设计和施工人员的一定参考价值。