公路工程结构可靠性设计统一标准GB / T50283-1999

1.0.1为了统一公路工程结构设计的基本原理，并使公路工程的各种结构设计满足先进技术，安全性，可靠性，耐久性，经济性和合理性的要求，制定了本标准.

1.0.2本标准适用于高速公路桥梁，高速，一级和二级高速公路路面的整体结构和结构构件的设计，也适用于结构的施工和使用阶段. 其他道路工程结构可以参考.

1.0.3本标准是根据国家标准“工程结构可靠性设计统一标准” GB 50153-92的基本原则编写的. 本标准规定的设计原则和方法是编制各种公路工程结构规范时应遵循的通用准则.

1.0.4在指定时间段内，在指定条件下完成预定功能的概率称为结构可靠性.

1.0.5公路工程结构的设计参考周期T应为: 桥梁结构100年；水泥混凝土路面结构不超过30年，沥青混凝土路面结构不超过15年.

1.0.6公路工程结构必须满足以下功能要求:

1在正常构造和正常使用中，它可以承受各种可能的影响；

2在正常使用中，具有良好的工作性能；

3在正常维护下，具有足够的耐久性；

4在预期的事故发生期间和之后都可以保持必要的总体稳定性.

1.0.7公路工程结构的设计安全等级应根据结构损坏可能造成的后果的严重程度分为三个等级，并应满足表1.0.7的要求.

表1.0.7公路工程结构设计安全等级

对于有特殊要求的公路工程结构，可以根据具体情况分别确定安全等级.

1.0.8相同技术水平的公路的人行道结构应采用相同的安全水平；必要时，可以将某些部分的设计安全级别降低一级. 公路桥梁结构构件的安全等级应与整体结构相同；必要时可以进行部分调整，但调整后的水平差不应超过一个水平.

1.0.9公路工程结构应具有规定的可靠性. 在勘测，设计，施工和使用阶段，应根据设计的可靠性进行有效的质量管理和控制；相应的规范应根据本标准的要求对质量管理和控制作出具体规定.

商品说明

1.0.1过去，中国的公路工程结构采用了多种设计方法. 无论它们属于弹性理论还是非弹性理论，影响结构可靠性的各种参数都被视为确定性量. 设计安全系数通常根据经验确定，或者主要根据经验确定. 这些方法统称为“固定值设计方法”. 但是，影响结构可靠性的因素（例如载荷，材料属性和结构的几何参数）都是不确定的量，它们是随机变化的. “公路工程结构可靠性设计统一标准”（以下简称“统一标准”）介绍了结构可靠性理论，将影响结构可靠性的各种因素作为随机变量处理，并使用了大量的测量数据和试验数据. 基于统计数学方法，寻求每个随机变量的统计规律，以确定结构的失效概率（或可靠性），以测量结构的可靠性. 该方法可以称为“可靠性设计方法”. 结构的极限状态设计也可以称为“概率极限状态设计方法”. 制定“统一标准”的主要意义之一在于其为将中国公路工程的结构设计从长期的，不合理的“固定值设计方法”转变为“概率极限状态设计”提供的原理和方法. “方法”，即在测量结构可靠性时，将经验方法转化为使用统计数学的方法. 这无疑是设计思想和设计理论的重大进步，这使得结构设计更符合客观现实.

1.0.2本文指定的应用范围仅指结构目标可靠性指标. 公路桥梁和人行道结构（此处称为水泥混凝土路面和沥青混凝土路面）已在路口进行可靠性研究，并通过研究获得了“统一标准”中指定的目标可靠性指标. 不参与可靠性研究的其他类型的结构无法普遍应用. 作为公路工程结构之一，路基（路堤的稳定性和沉降）也进行了可靠性研究，并进行了许多调查，测量，测试和分析工作，以获得结构的目标可靠性指标. 但是，由于该路基是岩土工程，具有很强的地域性，情况十分复杂. 目前，很难为国家获得可靠的目标值. 因此，“统一标准”审查会议上的专家意见暂时不会列入路基的目标可靠指标，并将作为参考材料写入文章描述中.

除了结构的目标可靠性指标外，本标准每一章还体现了一些基本原理，例如，结构可靠性分析方法，极限状态设计原理和表达式，结构功能的相关规定以及抗力，结构分析和测试要求，质量控制标准等适用于所有公路工程结构以及该结构的施工和使用阶段. 这些基本原理也适用于其他道路工程结构.

1.0.3长期以来，即使我国的公路工程结构具有相同的结构，在某些设计原则上，特别是在公路桥梁的设计中，仍存在一些不一致的问题. 例如: 不同的材料结构具有不同的设计理论和方法；不同的材料结构具有不同的载荷效应分系数和组合系数；材料性能代表值的原则不统一;极限状态设计表达式不统一等. 这使设计人员难以应用和理解，尤其是在设计不同材料的组合结构时. 作为汇编公路工程结构规格的指导性文件，“统一标准”为新一代法规制定了通用的合规性标准. 多年以来许多尚未由类似法规统一的问题，有望逐步在“统一标准”的基础上实现基本统一. 这无疑将直接提高设计水平和质量，促进规范的合理性和先进性.

1.0.4本节给出了结构可靠性的定义. 定义中提到的“指定时间”是指结构的设计基准期； “规定条件”是指正常的设计，正常的结构和正常的使用，更具体地说，是指符合本章1.0.9要求的条件，在结构可靠性上不考虑人为故障； “预定功能”随各种结构而变化，例如，对于公路和桥梁结构，是指结构构件的强度，变形，抗裂性等；对于铺装而言，是指表面的疲劳断裂或最大挠度以及层的底部的最大弯曲应力. 简而言之，预定功能是指结构的安全性，适用性和耐用性，也可以统称为结构的可靠性. 可以看出，结构可靠性是对结构将执行预定功能的可能性的度量. 它基于统计数学，经过计算和分析确定，可以对结构可靠性进行统一，定量的描述.

1.0.5基于可靠性理论的极限状态设计需要一定的设计参考周期. 例如，在结构可靠度分析中，一般根据随机过程概率模型来描述公路桥梁的可变荷载，并且通常以随机过程的时域为设计参考周期. 路面结构设计所指定的设计累积标准轴向载荷效应的次数也可以视为时间参数. 设计参考周期只是用于结构可靠度计算的参考时间坐标，可以根据结构使用寿命的要求进行适当选择. 但是可靠性设计大全，设计参考期不能简单地理解为结构的使用寿命. 两者是相关但不相同的. 当结构的使用寿命超过设计参考期限时，表明其可靠性指标可能低于目标可靠性指标，而不是完全报废该结构.

公路桥梁的设计参考期统一为100年，这是根据中国公路桥梁的使用现状和过去的设计经验确定的. 国际桥梁的设计基准期要长80-120年，而中国的100年也是一个适度的时域. 车辆载荷的统计分析表明，当设计参考周期设置为100年时，载荷作用的最大分布的0.95分位数接近于当前规范中指定的车辆载荷的标准值. 人群负荷具有相同的结论. 由此可见，道路桥梁的设计周期选择为100年，可以避免规范主载荷值的过度变化，有利于保持以后设计的连续性. 通常认为，应给不同大小的桥梁以不同的设计基准周期. 但是，如果给出不同的设计参考周期，则会有不同的载荷统计参数及其代表值，这不仅给统计分析工作和设计使用带来麻烦，而且还会增加规格表述的复杂性，这是不希望的. “统一标准”采用统一的设计参考期，采用不同的结构安全等级​​来反映桥梁在不同条件下的可靠性差异.

水泥混凝土路面的设计参考期不超过30年，与现行的《公路水泥混凝土路面设计规范》 JTJ 012-94一致. 具体来说，确定高速公路和一级公路路面的使用寿命为30年，相当于根据交通等级的当前规范的“特殊重量”和“重载”设计使用寿命； “中”和“轻”等级的设计使用寿命彼此对应. 为了统一起见，根据交通等级将水泥混凝土路面的设计参考期从原来的代码更改为交通功能等级.

沥青混凝土路面的设计基准期不超过15年，并基本遵循现行《公路沥青路面设计规范》 JTJ 014-97的设计年限，高速公路和一级公路路面的使用时间为15年；二级公路路面使用了12年.

1.0.7本文指定了结构的安全级别. 最初是为了满足公路工程的结构设计和实际需要而提出的，表明相似结构在不同情况下的可靠性应该有所不同.

高速公路和桥梁结构根据其重要性和跨度的大小以及破坏后果的影响分为三个安全等级. 每个级别都有其对应的目标可靠性指标. 第二层用于桥梁，中间桥梁和重要的小桥梁. 其目标可靠性指标等于根据当前规范的“校准”的可靠性等级. 第一级安全性用于超大型桥梁和重要桥梁；第三层用于小型桥梁和涵洞. 它们的目标可靠性指标在100年的设计参考期内对应于两个级别的大约一个数量级的增加或减少（值为0.5）. 从设计中的结构可靠性的角度，可以根据当前的“高速公路工程技术标准” JTJ 01-97单孔跨度确定实际的大型桥梁，大型，中型和小型桥梁. 对于多跨和不等跨桥梁，以其中的最大跨度为准. 设计工程师还可以根据桥梁的具体情况并根据自己的经验确定安全等级. 在表1.0.7中，被称为“重要”的桥梁和小型桥梁通常是指高速公路，城市附近交通繁忙的郊区道路和国防道路上的桥梁.

路面结构的安全等级基本上根据设计要求进行划分. 水泥混凝土路面分为三个安全等级，分别对应于当前法规中规定的在各种交通等级影响下的荷载疲劳应力计算. 第一等级的安全性相当于“超重”，用于高速公路. 第二和第三级分别对应于第一和第二高速公路的“重”和“中等”. 沥青路面的安全等级与当前设计规范计算的允许挠度值的分类兼容.

1.0.9为了确保公路工程结构的可靠性，该条规定，必须根据本标准第8条有效地管理和控制从勘测，设计，施工到使用的结构工程的整个过程. 本章的要求在相应的规范中对质量管理和控制做出了具体规定. 这样，设计规范和其他规范可以在“统一标准”的统一要求下相互匹配可靠性设计大全，并且通过上述质量管理，可以在项目的各个方面保证预期设计的可靠性. 和控制.

本文的条款强调，结构可靠性不仅用于设计，而且还用于整个项目的整个过程. 这是它的主要功能之一.

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