QCR 9007-2014 铁路工程结构可靠性设计统一标准.pdf

设计对结构从施工到使用全过程所考虑的工作状态和环 条件。

结构或构件超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功 能要求的状态。

城镇建设标准2.1.14极限状态方程

结构或构件达到最大承载力或产生不适于继续承载的过大 形的状态。

结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值的 状态。

2.1.17可逆正常使用极限状态

当产生超越正常使用要求的作用卸除后，该作用产生的超越 状态可以恢复的正常使用极限状态。

2.1.18不可逆正常使用极限状态irreversibleserviceability

当产生超越正常使用要求的作用卸除后，该作用产生的超越 状态不可恢复的正常使用极限状态。

2.1.19疲劳极限状态fatiguelimitstates

重复荷载作用下，结构或构件达到疲劳失效，不适于继续承载 的极限状态。

设计的结构或构件具有规定的可靠

法设计表达式中采用的系数，分为作用分项系数和抗力分 两类。

达式中采用的系数，分为作用分项系数和抗力分项系数

代表物理量的一组规定的变量，用于反映作用和环境影响、不 料和岩土的性能以及几何参数的特征。

2. 1.23 功能函数

表征一种结构功能的基本变量

随机变量取值的统计规律，用概率密度函数或概率分布函 表示。

.25统计参数statistical param

在概率分布中用来表示随机变量取值的平均水平和离散程月 等的数字特征，

2. 1.28 名义值

用非统计方法确定的值。

.1.29校准法calibrationmetho

通过对现存结构或构件安全储备的反演分析，确定设计采月 的目标可靠指标的方法，

2. 1. 30 作用

施加在结构上的集中力或分布力（直接作用，也称为荷载），或 引起结构外加变形或约束变形的原因（间接作用）

围岩压力、土压力、水压力等

作用引起的结构或构件的反应。

作用的特征值或名义值，可根据对观测数据的统计、作 然界限或工程经验确定。

2.1.34作用的代表值

在设计基准期内，使组合后的作用效应的超越概率与该作用 单独出现时其标准值作用效应的超越概率趋于一致的作用值；或 组合后使结构具有规定可靠指标的作用值。可通过组合值系数 （山≤1）对作用标准值的折减来表示。

2.1.36可变作用的频遇值

在设计基准期内被超越的总时间占设计基准期的比率较小的 作用值；或被超越的频率限制在规定频率内的作用值。可通过频 遇值系数（邮≤1）对作用标准值的折减来表示。

在设计基准期内被超越的总时间占设计基准期的比率较大的 作用值。可通过准永久值系数（<1）对作用标准值的折减来 表示。

2.1.38作用的设计值designvalueofanaction

作用代表值与作用分项系数的乘积

结构或构件设计时，预计可能同时出现的几种不同作用效应 的集合。

在同一作用组合中，效应设计值最不利情况下起控制作用的 可变作用。

正常使用极限状态设计时，采用作用的标准值或可变作用的 组合值作为设计值的组合。

正常使用极限状态设计时，采用可变作用的频遇值或可变作 用的准永久值作为设计值的组合。

正常使用极限状态设计时，采用可变作用的准永久值作为设 计值的组合。

因环境引起结构材料性能的劣化，结构安全性或适用性的降 低，影响结构耐久性等的不利影响

2. 1. 45 抗力

结构或构件承受作用效应的能力。 2.1.46材料性能的标准值characteristicvalueofamaterial

结构或构件承受作用效应的能力

符合规定质量的材料性能概率分布的某一分位值或材料性 的名义值。

儿何参数的标准值增加或减少一个儿何参数的附加量所得的 值。所增加或减少的几何参数附加量反映实际结构或构件可能出 现的几何偏差。

结构或构件设计时，作为极限状态标志的应力、变形等的 束值。

2.1.51疲劳列车fatiguetrain 一组反映实际运营列车轴重和车体尺寸特征，用于疲劳分析 的机车、车辆计算图式，是疲劳作用的概化模型。 2.1.52疲劳荷载谱fatigueloadspectrum 反映结构设计使用年限内在指定列车运量条件下，由疲劳列 车形成的重复荷载作用下材料或连接的效应和频次的关系，可用 表格或直方图表达。

2.1.51疲劳列车fatigue train

一组反映实际运营列车轴重和车体尺寸特征，用于疲劳分析 的机车、车辆计算图式，是疲劳作用的概化模型

反映结构设计使用年限内在指定列车运量条件下，由疲劳列 车形成的重复荷载作用下材料或连接的效应和频次的关系，可用 表格或直方图表达。

2.1.53等效等幅重复应力法design method based on equivalent

结构或构件在疲劳检算中，根据线性累积损伤法则或其他适 当方法，将变幅重复应力转换为等幅重复应力进行设计的方法。 2.1.54极限损伤度法designmethodbasedoncumulative damagerule 结构或构件在疲劳检算中，根据线性损伤理论，将累积损伤度 作为检算内容的设计方法。

2.2.2作用和作用效应

2.2.3材料性能和几何参数

2.2.4结构极限状态设计式

YQ——可变作用Q的分项系数 Aa几何参数a的附加量 “十”一表示与之组合

2.2.5结构疲劳极限状态验算式

3.1.1：铁路工程结构的设计、施工和维护应使其在设计使用年限

.·Z 升两定勿匙 要求： 1承受在施工和使用期间可能出现的各种作用，即满足承载 能力极限状态或疲劳极限状态要求； 2保持良好的使用性能，并具有足够的耐久性能，即满足正 常使用极限状态要求； 3发生洪水、滑坡、爆炸、非正常撞击、列车脱轨等偶然事件 时，结构保持必需的整体稳固性，发生火灾时，在规定的时间内可 保持足够的承载力，不出现与起因不相称的破坏后果。 3.1.3铁路工程结构设计应满足结构的安全性和适用性，并按下 列要求采取适当措施： 1应避免、消除或减少结构可能受到的危害； 2应采用对可能受到的危害反应不敏感的结构类型； 3应采用当单个构件或结构局部破坏、缺损时结构其他部分 乃能保存的结构类型； 4宜采用有破坏预兆的结构体系； 5 应选择适宜的计算模型 6应选择合理有效的基本变量值，对抗震设防地区应选择合 适的抗震设计等级。 3.1.4铁路工程结构的设计制造，施工使用与维护等应采取相

1承受在施工和使用期间可能出现的各种作用，即满足承载 能力极限状态或疲劳极限状态要求； 2保持良好的使用性能，并具有足够的耐久性能，即满足正 常使用极限状态要求； 3发生洪水、滑坡、爆炸、非正常撞击、列车脱轨等偶然事件 时，结构保持必需的整体稳固性，发生火灾时，在规定的时间内可 保持足够的承载力，不出现与起因不相称的破坏后果

3.1.3铁路工程结构设计应满足结构的安全性和适用性，并按下

应避免、消除或减少结构可能受到的危害； 2 应采用对可能受到的危害反应不敏感的结构类型： 3应采用当单个构件或结构局部破坏、缺损时结构其他部分 乃能保存的结构类型： 4宜采用有破坏预兆的结构体系； 5 应选择适宜的计算模型； 6应选择合理有效的基本变量值，对抗震设防地区应选择合 适的抗震设计等级。

既有结构应进行必要的可靠性评定

3.2安全等级、可靠度和结构重要性系数

3.2.1铁路工程结构设计时，应根据结构破坏可能产生后果的严 重程度，采用表3.2.1规定的安全等级。

表3.2.1铁路工程结构的安全等级

3.2.2铁路工程结构安全等级划分应符合表3.2.2的规定

表3.2.2铁路工程结构安全等级划分

注：对于有特殊要求的铁路工程结构，其设计安全等级可根据具体情况研究确定。

3.2.3铁路工程结构各类构件的安全等级，宜与结构的安全等级 相同；对其部分构件的安全等级进行调整时，不应低于三级。 3.2.4可靠性水平的设置应根据结构或构件的安全等级、失效模 式和经济因素等确定。

3.2.5结构或构件的可靠性宜采用可靠指标β度量。没有

有结构或构件的可靠指标分析，并结合使用经验和经济因素，采用 校准法予以确定。

3.2.6铁路工程结构的破坏类型可分为延性破坏和脆性破坏，其

3.2.6铁路工程结构的破坏类型可分为延性

中脆性破坏的可靠度应比延性破坏的可靠度适当提高。 3.2.7各类结构或构件的安全等级每相差一级，规定可靠指标的 取值宜相差0.5。 3.2.8铁路工程结构重要性系数 %,应按表 3. 2. 8采用

3.2.8铁路工程结构重要性系数 %,应按表 3.2.8采用

3.2.8铁路工程结构重要性系数 % 应按表 3. 2.8采用

表3.2.8铁路工程结构重要性系数Y

3.3.1铁路工程结构设计时 公比设 使用年限

3.3.1铁路工程结构设计时，应规定结构的设计使用年限。 3.3.2铁路桥涵、隧道、路基和轨道结构设计使用年限应符合表 3.3.2的规定。

3.3.1铁路工程结构设计时,应规定结构的设计使用年限

表3.3.2铁路工程结构设计使用年限

的铁路工程结构的设计使用年限（或寿命）可

3.3.3铁路工程结构设计应考环境影响，根据不同环境类别采 用相应的结构材料、设计构造、防护措施、施工质量要求等，制定结 构在使用期间的定期检修和维护制度，使结构在设计使用年限内 不致因材料恶化而影响其安全或正常使用。 3.3.4环境对铁路工程结构耐久性的影响，可通过工程经验、试 验研究、理论计算或综合分析等方法进行评估 3.3.5环境类别的划分和相应的设计、施工、使用及维护的要求 竿应宝园宝机信士关扫准的机宝

3.3.5环境类别的划分和相应的设计、施工、使用及维护

4.1.1铁路工程结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状 态进行设计。承受重复荷载作用的构件还应按疲劳极限状态进行 检算。 4.1.2结构或构件出现下列状态之一时，应认为超过了承载能力 极限状态： 1结构、构件或连接超过材料强度，或过度变形不适于继续 承载； 2 结构或构件失去刚体平衡； 3 结构体系成为机动体系； 4 结构或构件失稳； 5 地基失去承载能力： 6 影响结构安全的其他特定状态。 4.1.3 结构或构件出现下列状态之一时，应认为超过了正常使用 极限状态： 1 影响正常使用的变形； 2 影响正常使用或耐久性能的裂缝、局部损坏； 3影响正常使用和舒适性的振动； 4影响正常使用的其他特定状态。 4.1.4结构或构件在重复荷载累积损伤作用下出现下列状态之 时，应认为超过了疲劳极限状态： 1影响安全使用的疲劳裂纹； 2影响安全使用的变形。

铁路工程结构或构件设计应对不同极限状态进行计算或

4.1.6铁路工程结构或构件设计应对不同极限状态进行

4.1.7铁路工程结构极限状态可采用以作用和抗力等变量组

4.1.7铁路工程结构极限状态可采用以作用和抗力等变量组成 的极限状态方程表述

4.2.1铁路工程结构设计应考虑各种设计状况，对每种设计状况 应采用相应的可靠性水平。

采用相应的可靠性水平。

4.2.2铁路工程结构设计状况,可按以下设计状况考虑：

1持久设计状况：适用于结构使用时的正常情况，包括在设 计基准期内承受的恒载、列车活载、风载、温度等相对持续时间长 的作用； 2短暂设计状况：适用于结构施工、运营、维修中承受的临时 性短暂荷载状况，包括恒载、施工人员和施工机具、运架设备等 作用； 3偶然设计状况：适用于结构使用的异常情况，应考火灾 爆炸、撞击、脱轨、断轨、落石冲击等作用； 4地震设计状况：适用于结构遭受地震时的情况，应考虑结 构在地震作用下的受力分析和结构验算

4.3.1根据铁路工程结构的设计状况，结构设计应符合下列

4.3.1根据铁路工程结构的设计状况，结构设计应符合下列 规定： 1持久设计状况应进行承载能力和正常使用极限状态设计， 必要时进行疲劳极限状态检算： 2短暂设计状况应进行承载能力和正常使用极限状态设计； 3偶然设计状况应进行承载能力极限状态设计；

4地震设计状况应进行承载能力极限状态设计，可根据工程 需要进行正常使用极限状态设计。

4.3.2铁路工程结构承载能力极限

状况采用下列作用组合： 1基本组合：用于持久设计状况或短暂设计状况； 2偶然组合：用于偶然设计状况： 3地震组合：用于地震设计状况， 4.3.34 铁路工程结构正常使用极限状态设计，可根据具体情况采 用下列作用组合： 1 标准组合：宜用于不可逆正常使用极限状态设计； 2 频遇组合：宜用于可逆正常使用极限状态设计； 3准永久组合：宜用于长期效应为决定性因素的正常使用极 限状态设计。 4.3.4铁路工程结构设计应满足各种极限状态下最不利作用组 合的要求。

4.3.5铁路工程结构极限状态设计应符合下式要求：

g(X1,X2,.,X)>0

式中g(.) 一 结构的功能函数； X,(i=1,2,",n) 基本变量。在进行可靠性分析时，基本变量应 作为随机变量。

结构的功能函数； 基本变量。在进行可靠性分析时，基本变量应 作为随机变量。 数将作用效应和结构抗力作为综合基本变量 计应符合下式要求：

作为随机受量。 4.3.6结构功能函数将作用效应和结构抗力作为综合基本变量 时，结构极限状态设计应符合下式要求：

时，结构极限状态设计应符合下式要求：

式中R——结构的抗力; S—结构的作用效应。

式中R—结构的抗力； S结构的作用效应。

Pf=PLg(Xi,X2,,Xn)<0)

(4.3.72) (4. 3. 73)

3.10铁路工程结构或构件宜根据规定的目标可靠指标，采用 作用的代表值、材料性能的标准值、几何参数的标准值和各相应 顶系数构成的极限状态设计表达式进行设计，分项系数宜按本 附录A.3方法，通过目标可靠指标优化选定。

4.4基于可靠指标的设计

4.4.1铁路工程结构有条件时可直接采用基于可靠指标的方法 进行设计。

4.1铁路工程结构有条件时可直接采用基于可靠指标的方法 行设计。 4.2铁路工程直接采用基于可靠指标的方法进行设计时，所设 洁构或构件的计算可靠指标应满足下式要求，

4. 计结构或构件的计算可靠指标应满足下式要求，

中β一一所设计结构或构件的可靠指标； βnom一所设计结构或构件的目标可靠指标。 .3按可靠指标方法与传统方法设计的结果有明显差异时农业标准，应 近原因：只有当证明可靠指标方法设 计结果合理后方可采用

4.4.3按可靠指标方法与传统方法设计的结果有明显差异时

5.1.1铁路工程结构上的作用按随时间上的变化，可分为永久作 用、可变作用和偶然作用。桥涵、隧道、路基、轨道结构设计应根据 具体特点规定相应的作用

5.2.1铁路工程结构上的作用随时间的变化规律宜采用随机过程 概率模型。实际应用时，也可采用其在设计基准期或设计状况持续 期内的极大（小）值的极值分布随机变量概率模型。作用概率分布模 型及统计参数应根据适量的实际观测或试验检验数据统计分析确定。

5.2.1铁路工程结构上的作用 变化规律宜采用随机程 概率模型。实际应用时，也可采用其在设计基准期或设计状况持续 期内的极大小）值的极值分布随机变量概率模型。作用概率分布模 型及统计参数应根据适量的实际观测或试验检验数据统计分析确定。 5.2.2铁路工程结构设计在不同极限状态、不同设计状况下应采 用不同的作用代表值。作用的标准值可采用其某种概率分布的均 直或某一高分位值；当作用的减小对结构不利时，也可取其概率分 布的某一低分位值。作用代表值及概率分布可按本标准附录B.1、 附录B.2的方法确定。

用不同的作用代表值。作用的标准值可采用其某种概率分布的均 值或某一高分位值；当作用的减小对结构不利时，也可取其概率分 布的某一低分位值。作用代表值及概率分布可按本标准附录B.1、 附录B.2的方法确定，

5.2.3铁路工程结构上的作用效应可采用作用的函数式表达建筑施工图集，并

5.2.3铁路工程结构上的作用效应可采用作用的函数式