（高清版）JTG 2120-2020 公路工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

Unifiedstandardforreliabilitydesignofhighwayengineering中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主編單位：中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司批準(zhǔn)部門：中華人民共和國交通運(yùn)輸部編制過程中，積極借鑒了《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50153-I 1 2 2 7 20 20 21 21 22 23 23 23 23 24 24 25 25 26 29 31 31 31 32 34 35 37 37 37 38 38 38 40 40 44 4511.0.1為統(tǒng)一公路工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則、基本要求和基本方法，使公路工程結(jié)構(gòu)符合可持續(xù)發(fā)展、安全可靠、適用耐久、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)的要求，1.0.3公路工程結(jié)構(gòu)、構(gòu)件設(shè)計(jì)宜采用以概率理論為基礎(chǔ)、以分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法；不具備條件時(shí)，可根據(jù)可靠的工程經(jīng)驗(yàn)或必要的試驗(yàn)研究1.0.4各類公路工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)遵守本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的基本準(zhǔn)則，并應(yīng)制定相1.0.5公路工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)2結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的能力；包括結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)在正常施工和正常使用條件下，承受可能出現(xiàn)的各種作用的能力，以2.1.3適用性serviceab2.1.5可靠度degreeofreliability（reliability）2.1.6失效概率probabilityoffailure2.1.7可靠指標(biāo)reliabilityin度量結(jié)構(gòu)可靠度的數(shù)值指標(biāo)，可靠指標(biāo)與失效概率pf的關(guān)系為=–(pf)，其中1()為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù)的反函數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1.8基本變量basicvari代表物理量的一組規(guī)定的變量，用于表示作用和環(huán)境影響、材料和巖土的2.1.9設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期designreferencep2.1.10設(shè)計(jì)使用年限designworking/service在正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和正常養(yǎng)護(hù)條件下，路面、橋涵、隧道32.1.11重現(xiàn)期returnp為使結(jié)構(gòu)具有合理的安全性，根據(jù)工程結(jié)構(gòu)破壞所產(chǎn)生后果的嚴(yán)重程度而代表一定時(shí)段內(nèi)實(shí)際情況的一組設(shè)計(jì)條件，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)做到在該組條件下結(jié)2.1.14持久設(shè)計(jì)狀況persistentdesignsitu在結(jié)構(gòu)使用過程中一定出現(xiàn)，且持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)的設(shè)計(jì)狀況，其持續(xù)期一般2.1.15短暫設(shè)計(jì)狀況transientdesignsitu在結(jié)構(gòu)施工和使用過程中出現(xiàn)概率較大，而與設(shè)計(jì)使用年限相比，其持續(xù)2.1.16偶然設(shè)計(jì)狀況accidentaldesignsitua2.1.17地震設(shè)計(jì)狀況seismi整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功2.1.19極限狀態(tài)方程limit2.1.20承載能力極限狀態(tài)ultimatelimitst2.1.21正常使用極限狀態(tài)serviceabi42.1.22結(jié)構(gòu)功能函數(shù)functionofstructuralperform2.1.23校準(zhǔn)法calibrationm通過對(duì)現(xiàn)存結(jié)構(gòu)或以往設(shè)計(jì)規(guī)范隱含可靠度水平的反演分析，以確定結(jié)構(gòu)2.1.25概率分布probabilitydistr2.1.26統(tǒng)計(jì)參數(shù)statisticalparam2.1.30作用效應(yīng)effectofaction2.1.31作用的代表值representativevalueofanaction2.1.32作用的標(biāo)準(zhǔn)值characteristicvalueofanaction作用的主要代表值，可根據(jù)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、作用的自然界限或工程經(jīng)2.1.33可變作用的組合值combinationvalueofavariableaction使組合后的作用效應(yīng)的超越概率與該作用單獨(dú)出現(xiàn)時(shí)其標(biāo)準(zhǔn)值作用效應(yīng)的52.1.34可變作用的頻遇值frequentvalueofavariableaction2.1.35可變作用的準(zhǔn)永久值quasi-permanentvalueofavariableaction2.1.36可變作用的伴隨值accompanyingvalueofavariableaction2.1.37作用的設(shè)計(jì)值designvalueofanaction在不同作用的同時(shí)影響下，為驗(yàn)證某一極限狀態(tài)的結(jié)構(gòu)可靠度而采用的一2.1.39永久作用permanenta在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)始終存在且其量值變化與平均值相比可以忽略不計(jì)的作2.1.40可變作用variableact在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)其量值隨時(shí)間而變化，且變化值與平均值相比不可忽略不在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)其量值很大，且持續(xù)時(shí)間很短的在結(jié)構(gòu)空間上具有固定空間分布的作用；當(dāng)固定作用在某一點(diǎn)上的大小和62.1.47環(huán)境作用environmentalact環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的各種機(jī)械的、物理的、化學(xué)的或生物的不利作用。環(huán)境2.1.48材料性能的標(biāo)準(zhǔn)值characteristicvalueofamaterialproperty2.1.49材料性能的設(shè)計(jì)值designvalueofamaterialproperty2.1.50幾何參量的標(biāo)準(zhǔn)值characteristicvalueofageometricalparameter2.1.51幾何參量的設(shè)計(jì)值designvalueofageometricalparameter2.1.53分項(xiàng)系數(shù)partial用概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)時(shí)，為保證所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)具有規(guī)定的可靠度，2.1.54結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)factorforimportanceofstructure2.1.55可靠度系數(shù)reliabilitycoeff路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為保證所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)具有規(guī)定的可靠度，而在設(shè)計(jì)表達(dá)2.1.56設(shè)計(jì)使用年限荷載調(diào)整系數(shù)regulationfactorofdesignworkinglife72.1.57脆性破壞brittlefailureiiSSSS8Addkkfd——材料性能設(shè)計(jì)值；fk——材料性能標(biāo)準(zhǔn)值；9ddLLrr3.1.1公路工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)使結(jié)構(gòu)在規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)滿足規(guī)定的各項(xiàng)3.1.2公路工程結(jié)構(gòu)在正常設(shè)計(jì)、正常施工和正常使用條件下，應(yīng)符合下列功3.2.1公路橋涵結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生后果的嚴(yán)重性按表表3.2.1公路橋涵結(jié)構(gòu)的安全等3.2.2公路隧道結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生后果的嚴(yán)重性按表表3.2.2公路隧道結(jié)構(gòu)的安全等3.2.3公路路面結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生后果的嚴(yán)重性按表部分地段的設(shè)計(jì)安全等級(jí)可調(diào)整一級(jí)。公路橋隧結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級(jí)宜與整體表3.3.2-1公路橋涵與隧道結(jié)構(gòu)的承載能力極表3.3.2-2公路路面結(jié)構(gòu)的承載能力極3.3.3進(jìn)行偶然狀況或地震狀況承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，公路工程結(jié)構(gòu)的目3.3.4進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，公路工程結(jié)構(gòu)的目標(biāo)可靠指標(biāo)可根據(jù)研83.4.5公路工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)環(huán)境影響進(jìn)行評(píng)估，當(dāng)結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境對(duì)其耐久性有較大影響時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的環(huán)境類別采用相應(yīng)的結(jié)構(gòu)材料、設(shè)計(jì)構(gòu)造、3.5.1可靠性管理是指為確保產(chǎn)品達(dá)到要求的可靠性所實(shí)施的各項(xiàng)管理活動(dòng)的3.5.2公路工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量管理和控制的范圍應(yīng)包括勘察、設(shè)計(jì)、施工、使用和養(yǎng)3.5.3公路工程結(jié)構(gòu)的勘察、設(shè)計(jì)必須按照工程建設(shè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，應(yīng)保證工3.5.4公路工程結(jié)構(gòu)的施工應(yīng)建立有效的質(zhì)量保證體系，按照設(shè)計(jì)文件、施工合3.5.5公路工程結(jié)構(gòu)的使用應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件給定的使用條件。應(yīng)對(duì)使用狀況進(jìn)行4.1.1公路工程結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)，并4.1.3公路工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的不同極限狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算或驗(yàn)算；當(dāng)某一4.3.2進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)狀況采用下列作用組4.3.4對(duì)每一種作用組合，公路工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)均應(yīng)采用其最不利的效應(yīng)設(shè)計(jì)Zg(X1,X2,,Xn)0(4.3.5-1)極限狀態(tài)方程中的若干變量也可組合為作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力兩個(gè)綜合變量，Zg(R，S)RS0(4.3.5-2)或ZRS0（4.3.6-2）4.3.7結(jié)構(gòu)或構(gòu)件宜根據(jù)規(guī)定的可靠指標(biāo)，采用由作用的代表值、材料性能的標(biāo)準(zhǔn)值、幾何參量的標(biāo)準(zhǔn)值和各相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)構(gòu)成的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)每一種作用都可按對(duì)結(jié)構(gòu)單獨(dú)的作用分別考慮。若某些作用是隨機(jī)相關(guān)的，且按空間位置變化可分為固定作用和自由作用，按對(duì)結(jié)構(gòu)的反應(yīng)可分為靜態(tài)作用2對(duì)于可變作用，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可采用隨機(jī)過程概率模型。在確定可變作5.2.1橋涵結(jié)構(gòu)作用的統(tǒng)計(jì)參數(shù)和概率分布類型應(yīng)以實(shí)際觀測(cè)或試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基1當(dāng)有充分觀測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，橋涵結(jié)構(gòu)上的作用的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的2對(duì)于觀測(cè)數(shù)據(jù)不充分或受政策因素影響較大的作用（如汽車荷載），其3可變作用的組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值可通過對(duì)可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值分別5.2.6當(dāng)橋涵結(jié)構(gòu)上的作用比較復(fù)雜且不能直接描述時(shí)，可根據(jù)作用形成的機(jī)5.3.3隧道結(jié)構(gòu)的作用統(tǒng)計(jì)參數(shù)和概率分布類型應(yīng)以實(shí)際觀測(cè)或試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基2溫度、濕度等間接作用的代表值，宜考慮與設(shè)計(jì)軸載的耦合效應(yīng)，按累計(jì)疲勞損傷效應(yīng)，采用溫度、濕度的標(biāo)準(zhǔn)值乘以疲勞等效系數(shù)確定，或采用其5.4.3路面結(jié)構(gòu)按強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)，汽車荷載的軸載代表值宜按軸載譜的某個(gè)統(tǒng)計(jì)特過環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)的作用程度的分級(jí)等方法進(jìn)行定性描述，并在設(shè)計(jì)中采取相應(yīng)的6.1.1公路工程中材料與巖土的性能，宜包括其強(qiáng)度、彈性模量、變形模量、6.1.2公路工程結(jié)構(gòu)材料性能和具備條件的巖土性能宜采用隨機(jī)變量的概率模型描述。材料和巖土性能的概率分布類型和統(tǒng)計(jì)參數(shù)應(yīng)以試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用參數(shù)估計(jì)和概率分布的假設(shè)檢驗(yàn)方法確定，檢驗(yàn)6.1.3當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)試件與實(shí)際結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件與實(shí)際工作條件存在差異時(shí)，按通過換算系數(shù)或函數(shù)將其轉(zhuǎn)換為實(shí)際結(jié)構(gòu)的材料性能。結(jié)構(gòu)中材料性能的不定性，可由標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法確定的材料性能不定性和換算系數(shù)或函數(shù)的不定性推算6.1.4公路工程材料強(qiáng)度的概率分布宜采用正態(tài)分布或?qū)?shù)正態(tài)分布。材料性1公路橋涵、隧道等工程結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按其概率分室內(nèi)試驗(yàn)等直接或間接的方法確定，并應(yīng)考慮鉆探取樣的擾動(dòng)、室內(nèi)外試驗(yàn)條6.1.6巖土性能的標(biāo)準(zhǔn)值宜根據(jù)原位測(cè)試和從現(xiàn)場(chǎng)取樣的室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，按其概率分布的某個(gè)分位值確定。當(dāng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)不足時(shí)，可采用有關(guān)規(guī)定值或工程經(jīng)1幾何參量宜采用隨機(jī)變量概率模型描述。幾何參量的概率分布類型和統(tǒng)計(jì)參數(shù)，應(yīng)以正常生產(chǎn)情況下結(jié)構(gòu)或構(gòu)件幾何尺寸的測(cè)試數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用參2當(dāng)測(cè)試數(shù)據(jù)不充分時(shí)，幾何參量的統(tǒng)計(jì)參數(shù)可根據(jù)有關(guān)規(guī)定的公差，經(jīng)3當(dāng)幾何參量的變異性對(duì)結(jié)構(gòu)抗力及其他性能的影響很小時(shí)，幾何參量可6.2.2幾何參量的標(biāo)準(zhǔn)值可采用設(shè)計(jì)公稱值，或根據(jù)幾何參量概率分布的某個(gè)條件、溫度條件和材料性能、作用情況、施工方法等特點(diǎn)，并應(yīng)能合理描述所7.2.3結(jié)構(gòu)計(jì)算模型的不定性應(yīng)在極限狀態(tài)方程中采用一個(gè)或多個(gè)附加基本變量來考慮。附加基本變量的概率分布類型和統(tǒng)計(jì)參數(shù)，可通過按計(jì)算模型的計(jì)算結(jié)果與按精確方法的計(jì)算結(jié)果或?qū)嶋H的觀測(cè)結(jié)果相比較，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析確定，也可根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)判斷確定；計(jì)算模型不定性也可在可靠度系數(shù)或分項(xiàng)系數(shù)中內(nèi)作用效應(yīng)的最大值和最小值；當(dāng)動(dòng)力響應(yīng)起控制作用時(shí)，應(yīng)有比較詳細(xì)的過性或試驗(yàn)分析方法；當(dāng)結(jié)構(gòu)性能始終處于彈性狀態(tài)時(shí)，可采用彈性理論進(jìn)行結(jié)復(fù)作用時(shí)，可采用塑性理論進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析；當(dāng)結(jié)構(gòu)的承載力由脆性破壞或穩(wěn)定8.1.1公路工程結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式，可根據(jù)各類結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求，采Fd=FFr2材料性能的設(shè)計(jì)值fd可按式（8.1.3-2）確定：fdfkM3幾何參量的設(shè)計(jì)值ad可采用幾何參量的標(biāo)準(zhǔn)值ak。當(dāng)幾何參量的變異性ad=ak±a4結(jié)構(gòu)抗力的設(shè)計(jì)值Rd可按式（8.1.3-4）確定：RdRdRdR(fk/M,ad)注：根據(jù)需要，也可從材料性能的分項(xiàng)系數(shù)M中將反映抗力模型不定性的系數(shù)Rd分1結(jié)構(gòu)或構(gòu)件（包括基礎(chǔ)等）破壞或過度變形，此時(shí)結(jié)構(gòu)的材料強(qiáng)度2整個(gè)結(jié)構(gòu)或其一部分作為剛體失去靜力平衡，此時(shí)結(jié)構(gòu)材料或地基的強(qiáng)0Sd≤Rd（8.2.2-1）0Sd,dst≤Sd,stbrSQikRfk,akQikS——Qik2每個(gè)作用組合中應(yīng)包括一個(gè)主導(dǎo)可變作用或一個(gè)偶然作用或一個(gè)地震作3當(dāng)結(jié)構(gòu)中永久作用位置的變異，對(duì)靜力平衡或類似的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)結(jié)果4當(dāng)一種作用產(chǎn)生的幾種效應(yīng)非全相關(guān)時(shí)，對(duì)產(chǎn)生有利效應(yīng)的作用，其分8.2.4公路橋涵和隧道工程結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，對(duì)持久設(shè)計(jì)狀況和短dSdQjcLjQjk)??ik——Qjk——11QjQj第i個(gè)永久作用的標(biāo)準(zhǔn)值；第j個(gè)可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值；第i個(gè)永久作用的分項(xiàng)系數(shù)；第j個(gè)可變作用的分項(xiàng)系數(shù)；Lj—8.2.5公路橋涵和隧道工程結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，對(duì)偶然設(shè)計(jì)狀況，應(yīng)Adf1或ψq1）Q1kqjQjk)q1、qj——第1個(gè)和第j個(gè)可變作用的準(zhǔn)永久值系數(shù)，按有關(guān)的公路2當(dāng)作用與作用效應(yīng)可按線性關(guān)系考慮時(shí)，作用偶然組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值可8.2.7當(dāng)永久作用對(duì)構(gòu)件承載力起有利作用時(shí)，式（8.2.4）中永久作用分項(xiàng)系8.3.1公路工程結(jié)構(gòu)或構(gòu)件按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)符合式（8.3.1）的SdS(Gik,Q1k,cQjk)（8.3.2-1）i1j12）當(dāng)作用與作用效應(yīng)可按線性關(guān)系考慮時(shí)，作用標(biāo)準(zhǔn)組SdS(Gik,f1Q1k,qjQjk)（8.3.2-2）2）當(dāng)作用與作用效應(yīng)可按線性關(guān)系考慮時(shí)，作用頻遇組SdS(Gik,qjQjk)（8.3.2-3）i1j1A.1.1永久作用的概率分布可采用正態(tài)分布，其平均值和變異系數(shù)根據(jù)觀測(cè)資1結(jié)構(gòu)自重的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的尺寸和材料重度標(biāo)準(zhǔn)構(gòu),當(dāng)自重增加對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí),采用其概率分布的高分位值2預(yù)應(yīng)力作用可采用高分位值和低分位值兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，兩個(gè)值均應(yīng)考慮時(shí)3因施工方式、材料收縮或膨脹引起的外加變形可采用指定值，因收縮或A.2.1結(jié)構(gòu)上的可變作用宜采用隨機(jī)過程概率模型描述。具體分析時(shí)，可將可變作用的隨機(jī)過程模型轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的最大值隨機(jī)變量概率模型描FQT(x)FQ(x)m（A.2.1）F123A.2.3可變作用的統(tǒng)計(jì)參數(shù)和任意時(shí)點(diǎn)概率分布應(yīng)以實(shí)際觀察或試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基A.2.4可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值可按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)其最大值概率分布可接受的概率確（A.2.4-1）F（A.2.4-2）FA.2.5當(dāng)不能采用統(tǒng)計(jì)方法確定可變作用的概率分布時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)值可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確）；5對(duì)選定的所有代表性結(jié)構(gòu)或構(gòu)件、作用組合和常用的作用效應(yīng)比，優(yōu)化確定組合值系數(shù)c，使按分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)式設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的可靠指標(biāo)與目FA.4.1可變作用的頻遇值可根據(jù)可變作用的隨機(jī)過程模型按下列方法之一確1可變作用的頻遇值宜根據(jù)超越作用值的總持續(xù)時(shí)間與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的比值n=Zt/T(A.4.1-1)Z,——超越作用值的總持續(xù)時(shí)間；Vx=n,/Tn.——設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)超越作用值的總頻數(shù)；當(dāng)可變作用任意時(shí)點(diǎn)值的平均值及其跨閾率已知，且作用是高斯平穩(wěn)各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過程時(shí)，對(duì)應(yīng)于規(guī)定跨閾率的作用值可按下式計(jì)算：G?——可變作用任意時(shí)點(diǎn)值的標(biāo)準(zhǔn)差；v可變作用跨越任意時(shí)點(diǎn)值平均值的跨閾率；vx——可變作用跨越規(guī)定值的跨閾率。A.4.2可變作用頻遇值系數(shù)可按下式確定：式中：ψ——可變作用頻遇值系數(shù)；A.4.3當(dāng)不能確定可變作用隨機(jī)過程模型或任意時(shí)點(diǎn)值的概率分布及統(tǒng)計(jì)特征時(shí)，頻遇值或頻遇值系數(shù)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。A.5可變作用的準(zhǔn)永久值A(chǔ).5.1可變作用的準(zhǔn)永久值可根據(jù)可變作用的隨機(jī)過程模型，按下列方法之一1對(duì)在結(jié)構(gòu)上經(jīng)常出現(xiàn)的可變作用，可將其出現(xiàn)部分的平均值作為準(zhǔn)2對(duì)不易判別是否在結(jié)構(gòu)上經(jīng)常出現(xiàn)的可變作用，準(zhǔn)永久值可按作用值超A.5.2當(dāng)不能確定可變作用的隨機(jī)過程模型或時(shí)點(diǎn)分布及統(tǒng)計(jì)特征時(shí)，準(zhǔn)永久2制定試驗(yàn)方案，應(yīng)預(yù)先進(jìn)行定性分析，確定所考慮結(jié)構(gòu)或構(gòu)件性能的可B.1.2應(yīng)通過適當(dāng)?shù)膿Q算或修正系數(shù)考慮試驗(yàn)條件與結(jié)構(gòu)實(shí)際條件的不同。換算系數(shù)η應(yīng)通過試驗(yàn)或理論分析來確定。影響換算系數(shù)的主要因素包括尺寸效2應(yīng)根據(jù)已有的分布類型及參數(shù)信息，以統(tǒng)計(jì)方法為基礎(chǔ)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行1可采用經(jīng)典統(tǒng)計(jì)方法或貝葉斯法推斷材料性能、模型參數(shù)或抗力的設(shè)計(jì)C.2.1可靠指標(biāo)計(jì)算宜采用考慮基本（或綜合）變量概率分布類型的一次可靠1僅有抗力和作用效應(yīng)兩個(gè)相互獨(dú)立的變量且均服從正態(tài)分布時(shí)，可（C.2.2-1）j（C.2.2-2）g(x,x,,x)P(Xx)j（C.2.2-2） gXiPXX（i gXiPXX（ix（i1,2,,nC.2.2-4）[Fi(x)]X（i1,2,,nC.2.2-5）（i1,2,,nC.2.2-6）x——基本變量Xi的驗(yàn)算點(diǎn)坐標(biāo)值；XigP——功能函數(shù)的一階偏導(dǎo)數(shù)在驗(yàn)算點(diǎn)P處的值；XiX、X——基本變量Xi的當(dāng)量正態(tài)化變量Xi的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差；fXi()、FXi()——基本變量Xi的概率密度函數(shù)和概率分布函數(shù)；3極限狀態(tài)方程為式（4.3.5-1）且有多個(gè)相關(guān)的非正態(tài)基本變量時(shí)，將式g(x,x,,x)P(Xx)（C.2.2-7） PPXXXXXXi PXXX XX——當(dāng)量正態(tài)化變量Xi與X的相關(guān)系數(shù)，可近似取變量Xi與Xj的相關(guān)系數(shù)XiXj。1確定校準(zhǔn)范圍，如選取結(jié)構(gòu)物類型或結(jié)構(gòu)材料形式（混凝土結(jié)構(gòu)、2確定設(shè)計(jì)中基本變量的取值范圍，如可變作用標(biāo)準(zhǔn)值與永久作用標(biāo)準(zhǔn)值3分析傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的表達(dá)式，如抗彎表達(dá)式、抗剪表達(dá)式、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定驗(yàn)5根據(jù)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在工程中的應(yīng)用數(shù)量、所占比例和重要性，確定一組權(quán)（C.3.2-2）1結(jié)構(gòu)上的同種作用采用相同的作用分項(xiàng)系數(shù)，不同的作用采用各自2不同種類的構(gòu)件采用不同的抗力分項(xiàng)系數(shù)，同一種構(gòu)件在任何可變作用用組成的簡(jiǎn)單組合（如橋梁自重+汽車荷載）和常用的作用效應(yīng)比（可）；級(jí)差），優(yōu)化確定R；選定一組使按分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)式設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的可靠8）當(dāng)永久作用起有利作用時(shí)，分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)式中的永久作用取負(fù)號(hào)，根據(jù)9）對(duì)于安全等級(jí)為一、三級(jí)的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，以上面確定的安全等級(jí)為二級(jí)RRRR(kkkkd、Qid、Rd——分別為永久作用、可變作用和結(jié)構(gòu)抗力的設(shè)計(jì)值；Gk、Qik、Rk——分別為永久作用、可變作用FiR——采用一次二階矩法計(jì)算可靠指標(biāo)時(shí)永久作用、可變作GGGGTGGGGT G、kQ1、kQi、kR——分別為永久作用、主導(dǎo)可變作用、第i個(gè)非主導(dǎo)可——分別為永久作用、主導(dǎo)可變作用、第i個(gè)非主導(dǎo)可“嚴(yán)禁”；3)表示允許稍有選擇，在條件許可時(shí)首先應(yīng)這樣做的用詞，正面詞采用1)在標(biāo)準(zhǔn)總則中表述與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系時(shí)，采用“2020年北京 路工程結(jié)構(gòu)能夠滿足確保人的生命和財(cái)產(chǎn)安全，并符合國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策要1.0.4可靠性設(shè)計(jì)方法是工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展方向，《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》作為編2術(shù)語和符號(hào)3基本規(guī)定作用值也大小不一。設(shè)計(jì)考慮的偶然作用是指設(shè)計(jì)中經(jīng)過計(jì)算分析的偶然作用3.2.4路面結(jié)構(gòu)安全等級(jí)調(diào)整的規(guī)定主要是考慮到同一路線通常會(huì)穿越不同地3.3.1可靠指標(biāo)是度量結(jié)構(gòu)可靠性的數(shù)值指標(biāo)，國內(nèi)外相關(guān)工程普遍將目標(biāo)可靠據(jù)規(guī)范確定的目標(biāo)可靠指標(biāo)，也可根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)對(duì)規(guī)定的可靠指標(biāo)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)3.5.1結(jié)構(gòu)達(dá)到規(guī)定的可靠度水平是有條件的，結(jié)構(gòu)可靠度是在規(guī)定條件下結(jié)構(gòu)4極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則短暫狀況所對(duì)應(yīng)的是結(jié)構(gòu)的施工階段和維修階段。這個(gè)階段的持續(xù)時(shí)間相對(duì)4.2.2公路工程結(jié)構(gòu)的4種設(shè)計(jì)狀況，4.3.1在確定了設(shè)計(jì)狀況以后，每一種設(shè)計(jì)狀況還有一個(gè)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的選擇問根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，地震狀設(shè)計(jì)狀況和偶然設(shè)計(jì)狀況通常只按承載能力極限狀態(tài)因此，本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定對(duì)于不可逆的正常使用極限狀態(tài)采用荷載標(biāo)準(zhǔn)組合。而對(duì)于可逆的正常使用極限狀態(tài)則采用頻遇組合和準(zhǔn)永久組合。4.3.5公路工程結(jié)構(gòu)的可靠度通常受各種作用效應(yīng)、材料或巖土性能、結(jié)構(gòu)幾何參量、計(jì)算模式準(zhǔn)確程度等諸多因素的影響。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)可靠性分析時(shí)，針對(duì)所公路工程結(jié)構(gòu)在建立各自的結(jié)構(gòu)可靠度模型時(shí)，應(yīng)依據(jù)不同結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和所采用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其極限狀態(tài)方程中的綜合變量給予不同的含義。例如，當(dāng)路面結(jié)構(gòu)采用疲勞概率模型時(shí)，其極限狀態(tài)方程中相當(dāng)于作用效應(yīng)的綜合變量，用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)表示；而相當(dāng)于綜合抗力的變量，用路面結(jié)構(gòu)所能承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)(路面疲勞壽命)表示。其他各類結(jié)構(gòu)，其極限狀態(tài)方程中的綜合變量，各有其一定的意義。4.3.6結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)可能出現(xiàn)三種狀態(tài)：可靠狀態(tài)、極限狀態(tài)和失效狀態(tài)。這三種結(jié)果可用圖4-1示意。圖4-1結(jié)構(gòu)所處狀態(tài)圖中，45°直線表示結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)，此時(shí)極限狀態(tài)方程為Z=R-S=0,作用效應(yīng)等于結(jié)構(gòu)抗力。圖中位于直線上方的表示結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)，即S?<R;位于直線下方的表示結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)，即S?>R?。結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)的目的，就是要使結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)，至少也應(yīng)處于極限狀態(tài)，即Z=R-S≥0。5結(jié)構(gòu)上的作用和環(huán)境影響5.1.1作用是施加在結(jié)構(gòu)上的力、位移或引起變形、約束變形的原因，其對(duì)結(jié)構(gòu)載”來概括。另一種不是以外力形式施加于結(jié)構(gòu)，它們產(chǎn)生的效應(yīng)常與結(jié)構(gòu)本身5.1.3結(jié)構(gòu)上的很多作用，如橋梁上汽車的離心力與流水壓力在時(shí)間上和量值上固定作用包括結(jié)構(gòu)自重、固定設(shè)備自重等；自由作用包括汽車荷載、人群荷載、風(fēng)荷載等。作用按空間位置變化分類是為了考慮結(jié)構(gòu)上的作用按最不利布置對(duì)結(jié)構(gòu)安全性的影響，如對(duì)于連續(xù)橋梁，需考慮隔跨布置車輛引起的最大動(dòng)態(tài)作用包括汽車荷載、地震等。作這樣的分類是因?yàn)樵谶M(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，需要考慮某些作用的動(dòng)力效應(yīng)。把作用分為靜態(tài)或動(dòng)態(tài)，不在于作用本身是否有動(dòng)力特性，而主要在于它是否使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不可忽略的加速度。例如，人群荷載雖是一個(gè)具有一定動(dòng)力特性的荷載，但它對(duì)橋梁產(chǎn)生的動(dòng)力效應(yīng)可忽略不計(jì)，5.1.5獲得設(shè)計(jì)變量的概率分布和統(tǒng)計(jì)參數(shù)是基于概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法的關(guān)鍵因素。對(duì)公路橋梁的恒荷載、汽車荷載、人群荷載、汽車沖擊系數(shù)、風(fēng)荷載、溫度作用、路面結(jié)構(gòu)交通參數(shù)等進(jìn)行了大量的調(diào)查和統(tǒng)計(jì)分析，得到了這一般運(yùn)行狀態(tài)的汽車荷載可用濾過泊松過程描述，密集運(yùn)行狀態(tài)的汽車荷載可用濾過韋泊過程描述，人群荷載、汽車沖擊系數(shù)、風(fēng)荷載和溫度作用可用平穩(wěn)二項(xiàng)隨機(jī)過程模型描述，其中荷載量值服從極值I型分項(xiàng)目“橋梁設(shè)計(jì)荷載與安全鑒定荷載的研究”，對(duì)全國一些有代表性的地區(qū)和公5.2.3作用標(biāo)準(zhǔn)值是按作用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大值的概率分布確定的具有較大保證率和較小超越概率的值，保證率的大小可根據(jù)作用的特點(diǎn)和以往的工程經(jīng)驗(yàn)確法和概率統(tǒng)計(jì)法，最終汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值需在上述四種方法綜合分析的基礎(chǔ)上制應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值作代表值外，其他伴隨的作用應(yīng)采用主導(dǎo)作用出現(xiàn)時(shí)段內(nèi)的最大期之比規(guī)定為某個(gè)較小的比率，或被超越的頻率限制在規(guī)定的頻率內(nèi)的作用水一般近似認(rèn)為永久作用(如恒荷載)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)是不變的，它的代表值5.2.4偶然作用是指在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)不一定出現(xiàn)，而一出現(xiàn)其量值很大且持續(xù)5.2.5地震是地球內(nèi)部板塊活動(dòng)、能量釋放的結(jié)果。自古至今已有大量的文字和5.3.1隧道為地下結(jié)構(gòu)，其作用與周邊環(huán)境條件密切相關(guān)，如地形條件、地質(zhì)條5.3.4作用于隧道結(jié)構(gòu)之上的外水壓力一般情況下按永久荷載考慮，但是對(duì)于地5.5.1環(huán)境作用是指外界環(huán)境和結(jié)構(gòu)內(nèi)部環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)材料性能或結(jié)構(gòu)整體性能的對(duì)于混凝土橋梁，環(huán)境作用包括混凝土碳化、海洋環(huán)境氯離子或除冰鹽引5.5.2環(huán)境作用對(duì)結(jié)構(gòu)的效應(yīng)主要是針對(duì)材料性能的降低，它是與材料本身有密6材料和巖土的性能及結(jié)構(gòu)的幾何參量實(shí)際的材料性能fstr，有時(shí)兩者可能有較大的差別。例如，材料試件的加荷速度寸遠(yuǎn)小于結(jié)構(gòu)的尺寸，致使試件的材料強(qiáng)度受到尺寸效應(yīng)的影響而與結(jié)構(gòu)中不用換算系數(shù)或函數(shù)K0來考慮，從而結(jié)構(gòu)中實(shí)際的材料性fstrK0fspefspe——標(biāo)準(zhǔn)試件試驗(yàn)所得的材料性能；fkf1.645ffkfexp(1.645f)），度1和樣本容量n確定。7結(jié)構(gòu)分析和試驗(yàn)輔助設(shè)計(jì)7.1.1~7.1.3結(jié)構(gòu)分析一般用數(shù)值計(jì)算完成，特別重大或橋梁結(jié)構(gòu)有桿系結(jié)構(gòu)模型等；隧道結(jié)構(gòu)有地層結(jié)構(gòu)模型和荷載結(jié)構(gòu)模型，水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)分析可采用彈性地基板模型，瀝青路面結(jié)構(gòu)分析可采用彈7.2.3結(jié)構(gòu)分析模型描述各有關(guān)變量之間在物理上或經(jīng)驗(yàn)量測(cè)已知，則結(jié)果Y可以預(yù)測(cè)無誤；但多數(shù)情況下模型7.3.1在多數(shù)情況中，結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)反應(yīng)是由作用的大小、位7.4.3結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析主要涉及結(jié)構(gòu)的剛復(fù)合材料橋梁結(jié)構(gòu)、鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)、鋼波紋腹板箱梁、涵洞等新結(jié)構(gòu)，就8分