铁路工程结构可靠性设计统一标准.doc

1、UDC中华人民共和国国家标准P GB 50216201*铁路工程结构可靠性设计统一标准Unified Standard for Reliability Design of Railway Engineering Structures（征求意见稿）20* 发布 20* 实施中华人民共和国住房和城乡建设部中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 联合发布1中华人民共和国国家标准铁路工程结构可靠性设计统一标准Unified Standard for Reliability Design of Railway Engineering StructuresGB 50216-201*主编部门：国家铁路局批准

2、部门：中华人民共和国住房和城乡建设部施行日期：201*年*月*日中 国 铁 道 出 版 社201*年 北京2前 言本标准是根据住房城乡建设部关于印发 2015 年工程建设标准规范制订、修订计划的通知（建标2014189 号）要求，在铁路工程结构可靠度设计统一标准GB 50216-94 基础上修订而成。本标准以工程结构可靠性设计统一标准GB50153 2008 为指导，并借鉴了国际标准化组织 ISO 发布的国际标准结构可靠性总原则ISO 2394:2015和欧洲标准化委员会 CEN 批准通过的欧洲规范结构设计基础EN 1990:2002，结合我国铁路工程结构特点，经多次征求国内外专家意见编制完成

3、。本标准涵盖铁路工程结构基于可靠性设计的基本内容和共性要求，是铁路桥涵、隧道、路基、轨道工程结构极限状态法设计的基础标准。本标准共分 9 章，内容包括：总则、术语和符号、基本规定、极限状态设计原则、作用及环境影响、材料和岩土的性能及几何参数、结构分析和试验辅助设计、分项系数设计方法、可靠性管理及评定，另有 4 个附录。本标准修订的主要技术内容如下：1.对结构设计方法，在原标准规定的以结构可靠性理论为基础的极限状态设计基本原则和方法上，增加了铁路工程结构宜采用以概率理论为基础、以分项系数表达的极限状态设计方法；当缺乏统计资料时，可根据可靠的工程经验或必要的试验研究，采用其他设计方法进行设计。2.

4、增加了铁路工程结构安全等级划分和设计使用年限、结构重要性系数的规定。3.增加了结构设计应考虑环境对结构和耐久性的不利影响。4. 细化和完善了极限状态的分类，明确了铁路工程结构按承载能力极限状态、正常使用极限状态和疲劳极限状态进行设计。增加了地震设计状况的分类，给出了基于可靠指标设计的原则性规定。5.增加了列车竖向作用的相关规定。6.增加了结构分析中的试验辅助设计的原则性规定。7.增加了铁路桥涵结构列车荷载作用分项系数的取值范围，细化了关于结构抗力的设计值表达式。8.明确了包含可靠性质量管理的全寿命可靠性设计；增加了既有结构的可靠性评定的原则性要求。9.删除了原标准部分术语和符号，删除了原标准中

5、的“钢结构和混凝土结3构的疲劳可靠性”和“质量控制”的章节和部分附录。 10.将原标准部分附录整合为新的附录。本标准以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。在执行本规范过程中，希望各单位结合工作实践，认真总结经验，积累资料。如发现需要修改和补充之处，请及时将意见和有关资料寄交中国铁道科学研究院（北京市海淀区大柳树路 2 号，邮政编码：100081），并抄送中国铁路经济规划研究院标准所（北京市海淀区北蜂窝乙 29 号，邮政编码：100038），供今后修改时参考。本规范由国家铁路局科技与法制司负责解释。本规范主编单位：中国铁道科学研究院本规范参编单位：中国铁路经济规划研究院、中铁第一勘察设计

6、院集团有限公司、中国中铁二院工程集团有限责任公司、铁道第三勘察设计院集团有限公司、中铁第四勘察设计院集团有限公司、中铁工程设计咨询集团有限公司。本规范主要起草人：I目 次1 总则 12 术语和符号 22.1 术语 .22.2 符号 .63 基本规定 93.1 基本要求 .93.2 安全等级、可靠度和结构重要性系数 .93.3 设计使用年限、耐久性和维护 .114 极限状态设计原则 124.1 极限状态 .124.2 设计状况 .124.3 极限状态设计 .134.4 基于可靠指标的设计 .145 作用及环境影响 155.1 一般规定 .155.2 作用的设计参数 .155.3 列车竖向作用 .

7、155.4 环境影响 .166 材料和岩土的性能及几何参数 176.1 材料和岩土的性能 .176.2 几何参数 .177 结构分析和试验辅助设计 197.1 一般规定 .197.2 结构及构件分析模型 .197.3 试验辅助设计 .208 分项系数设计方法 218.1 一般规定 .218.2 基本变量的设计值 .218.3 承载能力极限状态 .228.4 正常使用极限状态 .24II8.5 疲劳极限状态 .259 可靠性管理及评定 269.1 可靠性管理 .269.2 可靠性评定 .26附录 A 结构可靠性分析方法 .27A.1 结构可靠指标计算 27A.2 结构目标可靠指标选定方法 30A

8、.3 分项系数确定方法 31A.4 组合值系数确定方法 33附录 B 作用参数和概率分布的确定 34B.1 永久作用的标准值和概率分布 34B.2 可变作用的代表值和概率分布 34B.3 铁路列车荷载效应概率分布 35B.4 铁路列车疲劳荷载谱和标准荷载效应比频谱 36附录 C 质量管理 37附录 D 既有铁路工程结构的可靠性评定 39D.1 一般规定 39D.2 安全性评定 40D.3 适用性评定 42D.4 耐久性评定 42D.5 抗灾害能力评定 43本标准用词说明 45铁路工程结构可靠性设计统一标准条文说明 4611 总则1.0.1 为统一铁路工程结构可靠性设计的基本原则、基本要求和基本

9、方法，使设计符合安全适用、经济合理、技术先进、确保质量和可持续发展的要求，制定本标准。1.0.2 本标准适用于铁路桥涵、隧道、路基、轨道等专业结构及其构件的设计和既有结构的可靠性评定。1.0.3 铁路工程结构设计宜采用以概率理论为基础、以分项系数表达的极限状态设计方法；当缺乏统计资料时，可根据可靠的工程经验或必要的试验研究，采用其他设计方法进行设计。1.0.4 铁路工程结构各专业的可靠性设计规范和其他相关标准，应遵循本标准规定的基本准则，并应制定相应的具体规定。1.0.5 铁路工程结构的勘察设计、施工、使用与维护应进行有效的质量管理与控制，满足规定的可靠性水平。1.0.6 铁路工程结构可靠性设

10、计，除应符合本标准要求外，尚应符合国家现行有关标准的规定。22 术语和符号2.1 术语2.1.1 可靠性 reliability结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力。2.1.2 可靠度 degree of reliability结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。2.1.3 失效概率 probability of failure fPfP结构不能完成预定功能的概率。2.1.4 可靠指标 reliability index 度量结构可靠度的数值指标，可靠指标 与失效概率 的关系为fP，其中 为标准正态分布函数的反函数。)(f1P)(12.1.5 目标可靠指标

11、 target reliability index作为结构设计依据，是度量可靠度的数值指标。2.1.6 设计使用年限 design working life正常使用和维护状态下，设计规定的结构或构件不需进行大修即可按预定目的使用的年限（或寿命）。2.1.7 设计基准期 design reference period为确定可变作用等的取值而选用的时间参数。2.1.8 评估使用年限 assessed working life可靠性评定所预估的既有结构在规定条件下的使用年限。2.1.9 安全等级 safety classes 根据工程结构破坏所产生后果的严重性划分的设计等级。2.1.10 延性破坏

12、ductile failure结构或构件在破坏前有明显变形或其他预兆的破坏类型。2.1.11 脆性破坏 brittle failure结构或构件在破坏前无明显变形或其他预兆的破坏类型。2.1.12 设计状况 design situation设计对结构从施工到使用全过程所考虑的工作状态和环境条件。2.1.13 极限状态 limit states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。32.1.14 极限状态方程 limit state equation当结构或构件处于极限状态时，各有关基本变量的关系式。2.1.15 承载能力极限状态 ultimate limit sta

13、tes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变形的状态。2.1.16 正常使用极限状态 serviceability limit states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 reversible serviceability limit states 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 irreversible serviceability limit states 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

14、极限状态。 2.1.19 疲劳极限状态 fatigue limit states 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。2.1.20 分项系数 partial factor为保证所设计的结构或构件具有规定的可靠度，在极限状态法设计表达式中采用的系数，分为作用分项系数和抗力分项系数两类。2.1.21 结构重要性系数 coefficient for importance of structure根据结构安全等级所规定的对作用效应附加的调整系数。2.1.22 基本变量 basic variable代表物理量的一组规定的变量，用于反映作用和环境影响、材料和岩土的性能以及几何

15、参数的特征。2.1.23 功能函数 performance function以基本变量表征一种结构功能的函数。2.1.24 概率分布 probability distribution随机变量取值的统计规律，用概率密度函数或概率分布函数表示。2.1.25 统计参数 statistical parameter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度等的数字特征。42.1.26 分位值 fractile与随机变量概率分布函数的某一概率对应的值。2.1.27 特征值 characteristic value用统计方法确定的一定保证率下的值。2.1.28 名义值 nominal value用

16、非统计方法确定的值。2.1.29 校准法 calibration method通过对现存结构或构件安全储备的反演分析，确定设计采用的目标可靠指标的方法。2.1.30 作用 action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） 。2.1.31 岩土作用 geotechnical action围岩、地基、坡体、地下水或地表水等传递到结构上的作用，如围岩压力、土压力、水压力等。2.1.32 作用效应 effect of action作用引起的结构或构件的反应。2.1.33 作用的标准值 characteristic value of an

17、 action作用的特征值或名义值，可根据对观测数据的统计、作用的自然界限或工程经验确定。2.1.34 作用的代表值 representative value of an action结构或构件设计时，由于不同目的、作用所取的不同值均称为作用代表值。它包括标准值、组合值、准永久值和频遇值。2.1.35 可变作用的组合值 combination value of a variable action 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（ ）对作用标准值的折减来表示。1c2

18、.1.36 可变作用的频遇值 frequent value of a variable action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（ ）对作用1f标准值的折减来表示。52.1.37 可变作用的准永久值 quasi-permanent value of a variable action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（ ）对作用标准值的折减来表示。1q2.1.38 作用的设计值 design value of an action作用代表值与作用分项系数的乘积。2.

19、1.39 作用组合（荷载组合） combination of actions（load combination）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。2.1.40 主导可变作用 dominating variable action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。2.1.41 标准组合 characteristic combination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。2.1.42 频遇组合 frequent combination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

20、计值的组合。2.1.43 准永久组合 quasi-permanent combination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。2.1.44 环境影响 environmental influence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 resistance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 characteristic value of a material property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能的名义值。2.1.47 材料性能的设计值 desi

21、gn value of a material property材料性能的标准值除以材料性能分项系数所得的值。2.1.48 几何参数的标准值 characteristic value of a geometrical parameter设计规定的几何参数公称值或几何参数概率分布的某一分位值。2.1.49 几何参数的设计值 design value of a geometrical parameter几何参数的标准值增加或减少一个几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。62.1.50 限值 constraint value结构或构件设计时，作为极

22、限状态标志的应力、变形等的约束值。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。2.1.52 疲劳荷载谱 fatigue load spectrum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 equivalent constant amplitude stress range method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

23、行设计的方法。2.1.54 极限损伤度法 cumulative damage method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 符号2.2.1 结构可靠度 结构或构件失效概率的运算值；fP 结构或构件的抗力；R 结构或构件的作用效应；S 设计基准期；T 第 i 种结构的权系数；iw 第i个基本变量；iX 基本变量 在分位概率为 处的分位值；*i iXiX1 基本变量 在分位概率为 处的分位值导数；i i i 结构或构件的功能函数；Z 基本变量 的灵敏度系数；iXi 结构或构件的可靠指标；基本变量 的分项可靠指标；i iX 抗力的标准差；R 作用效

24、应的标准差；S 基本变量 的标准差。iXi72.2.2 作用和作用效应 作用；F 作用的标准值；k 作用的代表值；r 永久作用；G 永久作用的标准值；k 永久作用标准值的效应；S 可变作用； Q 可变作用的标准值； k 可变作用的代表值；r 可变作用标准值的效应；kQS 可变作用的组合值系数；c 作用的频遇值系数；f 作用的准永久值系数；q 可变作用的频遇值；kf 可变作用的准永久值。 qQ2.2.3 材料性能和几何参数 几何参数；a 几何参数的标准值或名义值； nom 结构材料性能； f 结构材料性能 的标准值； kf 结构材料性能 的变异系数。 f2.2.4 结构极限状态设计式 几何参数

25、的设计值； daa 设计对结构达到正常使用（如变形、裂缝等）所规定的相应限值；C 作用 的设计值；dF 材料性能 的设计值；ff 永久作用 的设计值； dGG 可变作用 的设计值； QQ 结构抗力 的设计值；dRR 作用组合效应的设计值；S8 偶然作用的设计值；dA 地震作用的设计值；E 偶然作用设计值的效应；dAS 重现期为 475 年地震作用的标准值；k 地震作用标准值的效应；E 结构的目标可靠指标； nom 结构重要性系数； 0 地震作用重要性系数；I 作用分项系数，含作用模型不定性和（或）几何参数的其他偏差影F响； 计算模型不定性系数；sd 材料或产品性能的分项系数，含抗力模型不定性和

26、（或）几何参数M的其他偏差影响； 抗力分项系数； R 永久作用 的分项系数；G 可变作用 的分项系数； Q 几何参数 的附加量；aa 表示与之组合。2.2.5 结构疲劳极限状态验算式 钢结构疲劳荷载分项系数；fat 钢结构验算部位等效等幅重复应力幅标准值（计入运营动力系数、e离心力）； 钢结构验算部位疲劳设计强度；0 钢结构验算部位材料（或结构细节）的等幅疲劳强度标准值；aekf 钢结构验算部位材料（或结构细节）的疲劳抗力分项系数；f、 、 分别为混凝土、预应力钢筋、钢筋的疲劳荷载分项系cekpsek数；、 、 分别为混凝土、预应力钢筋、钢筋的疲劳抗力分项系数；cfpfsf、 、 分别为混凝土

27、结构验算部位的混凝土等效疲劳应cekpeksek力标准值、预应力钢筋等效疲劳应力幅标准值、钢筋9等效疲劳应力幅标准值（计入运营动力系数、离心力）；、 、 分别为混凝土结构验算部位的混凝土、预应力钢筋、cekfpekfsef钢筋的等幅疲劳强度标准值。103 基本规定3.1 基本要求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内以适当的可靠度且经济的方式满足规定的各项功能要求。3.1.2 铁路工程结构应达到规定的可靠性水平，并满足下列功能要求：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

28、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 铁路工程结构设计时，按下列要求采取适当措施，使结构不出现或少出现可能的损坏： 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仍能保存的结构类型；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；7 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

29、设计、制造、施工、使用与维护等应采取相应的可靠性管理措施。3.1.5 既有结构应进行必要的可靠性评定。3.1.6 铁路工程结构宜进行风险评估和管理。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。11表3.2.1 铁路工程结构的安全等级安全等级 破坏后果一级二级三级危及人的生命危险性很大，经济损失很大，社会和环境影响很严重危及人的生命危险性大，经济损失大，社会和环境影响严重危及人的生命危险性一般，经济损失一般，社会和环境影响一般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

30、路工程结构安全等级划分专业 一级 二级 三级桥梁跨越大江、大河，且技术复杂、修复困难的特殊结构桥梁或重要桥梁等一般特大桥、大桥、中桥、小桥，涵洞 其他结构隧道三线及以上隧道、车站隧道、水底隧道或有特殊要求的隧道一般隧道、明洞、棚洞及洞门用于施工、通风、排水等的辅助坑道路基特殊条件、技术复杂的路基支挡和地基处理工程、特殊地质条件下高边坡路基工程路基主体结构及重要路基防护结构，弃碴挡墙路基排水结构，一般防护工程等其他结构轨道 桥上道岔区轨道等 正线及到发线轨道等 其他站线轨道等注：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

31、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 度量。没有充分的统计数据时，结构或构件设计采用的目标可靠指标，可根据对现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。0表3

32、.2.8 铁路工程结构重要性系数 012安全等级 一级 二级 三级重要性系数 01.11.0 0.93.3 设计使用年限、耐久性和维护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。表3.3.2 铁路工程结构设计使用年限设计使用年限 100年 60年 30年适用范围桥涵主体结构，隧道主体结构，路基主体、路基主体支挡工程和承载结构等路基防护结构，铁路路基排水结构，接触网支柱，无砟轨道道床板/轨道板、底座板等其他铁路路基排水结构，电缆沟槽、防护砌块、栏杆等可更换小型构件注：有特殊要求的铁路工程结构的设计使用年

33、限（或寿命）可结合实际情况确定。3.3.3 铁路工程结构设计应考虑环境影响，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满足安全或正常使用的要求。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、使用及维护的要求等，应遵守国家现行有关标准的规定。134 极限状态设计原则4.1 极限状态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.

34、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一时，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

35、形。4.1.5 铁路工程结构设计应规定各类极限状态的标志或限值。4.1.6 铁路工程结构或构件设计应对不同极限状态进行计算或验算，并保证结构细部构造安全合理；当某一极限状态起控制作用时，可仅对该极限状态进行计算或验算。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 设计状况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。4.2.2 铁路工程结构设计状况，可按以下设计状况考虑：141 持久设计状况：适用于结构使用时的，包括在设计基准期内承受的恒载、列车活载、土压力荷载、风载、温度等相对持续时间长的作用；2 短暂设计状况

36、：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：适用于结构使用的的，应考虑火灾、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 极限状态设计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

37、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态设计，可根据不同的设计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。4.3.3 铁路工程结构正常使用极限状态设计时，可根据具体情况采用下列组合：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：（4.3.5）0)

38、,(n21Xg式中 结构的功能函数；)(g（i =1，2，n） 基本变量。在进行可靠性分析时，基本变量X15应作为随机变量。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：（4.3.6）0),(SRg式中 结构的抗力；R 结构的作用效应。S4.3.7 铁路工程结构失效概率可按下列方式表达：1 铁路工程结构失效概率可用下式表达：（4.3.7-1）0),(n21f XgP2 结构失效概率 可用结构可靠指标 表述：（4.3.7-2）)(f（4.3.7-3）f1式中 标准正态分布函数；)( 标准正态分布函数的反函数。14.3.8 根据铁路工程结构极限状态

39、方程和随机变量的特征，可选用本标准附录A.1 的一次二阶矩法（JC 法、分位值法）或蒙特卡罗法等其他适宜方法计算可靠指标。4.3.9 铁路工程结构或构件的可靠指标，不应小于规定的目标可靠指标。目标可靠指标可按本标准附录A.2的校准法确定。4.3.10 铁路工程结构或构件宜根据规定的目标可靠指标，采用由作用的代表值、材料性能的标准值、几何参数的标准值和各相应分项系数构成的极限状态设计表达式进行设计，分项系数宜按本标准附录 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方法进行设计。4.4.2 铁路工程直接采用基于可靠指标方

40、法进行设计时，所设计结构或构件的计算可靠指标应满足下式要求： （4.4.2）nom式中 所设计结构或构件的可靠指标；所设计结构或构件的目标可靠指标。nom4.4.3 按可靠指标方法与传统方法设计的结果有明显差异时，应分析原因；只16有当证明可靠指标方法设计结果合理后方可采用。175 作用及环境影响5.1 一般规定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。5.1.2 结构上的各种作用在时间和空间上相互独立时，每一种作用可分别作为单个作用；某些作用密切相关且有可能同时以最大值出现时，可将这些作用

41、一起作为单个作用。5.1.3 铁路工程结构极限状态设计应根据结构特性和在结构上可能同时出现的作用，取最不利作用组合进行设计。组合值系数宜按照本标准附录 A.4 的方法确定。5.2 作用的设计参数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。5.2.2 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值或某一高分位值；当作用的减小对结构不利时，也可

42、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.1B.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，并根据试验、计算或经验确定其模式不定性。5.3 列车竖向作用5.3.1 铁路列车竖向作用效应概率分布，可按本标准附录 B.3 确定。5.3.2 铁路列车竖向活载标准图式应与相关技术标准一致。5.3.3 有通过长大车辆要求的桥梁，除应按铁路列车荷载图式设计外，尚应采用图 5.3.3 所示的长大重车检算图式进行检算。18图 5.3.3 长大重车检算图式5.3.4 铁路列车活载效应标准值，应按铁路列车荷载在结构验算部位最不利情况加载确定。5.4 环境影

43、响5.4.1 铁路工程结构设计，应在结构选材、材料规格、结构构件和细节设计中考虑环境对材料性能退化、结构功能降低及耐久性等影响。5.4.2 环境影响可用概率模型描述，也可采用单一环境对结构影响的分级描述，或若干环境作用的组合效应分级描述。196 材料和岩土的性能及几何参数6.1 材料和岩土的性能6.1.1 材料性能宜采用随机变量概率模型描述。材料性能的各种统计参数和概率分布类型，应以实际结构构件中的材料性能为基础，通过试验，运用参数估计和概率分布的假设检验方法确定，检验的显著性水平 可取0.05。6.1.2 材料性能随机变量的概率分布类型，宜采用正态分布或对数正态分布。6.1.3 材料物理力学

44、性能的标准值，应按规定的测试方法选取材料性能总体分布中的某一分位值确定，并符合下列规定：1 材料强度，宜取概率分布的0.05分位值；2 材料弹性模量、泊松比等物理性能，宜取概率分布的0.5分位值；3 试验数据不足时，材料性能的标准值，可采用有关标准的规定值，也可根据工程经验，经分析判断确定。6.1.4 利用标准试件试验结果确定材料性能时，应符合下列规定：1 考虑实际结构与标准试件、实际工作条件与标准试验条件的差别；2 实际结构与标准试件材料性能的关系，应考虑尺寸、时效、温度、湿度等影响因素，根据相应的对比试验结果通过换算系数或函数反映；3 结构中材料性能的不定性，应考虑标准试件材料性能的不定性

45、、换算系数或函数的不定性。6.1.5 岩土性能参数应根据实际的极限状态方程定义其物理意义。6.1.6 岩土性能宜根据试验结果，用随机变量概率模型来描述，可采用多变量正态分布。岩土性能标准值应按下列方法确定：1 根据概率分布的某一分位值确定；2 试验数据不足、从有关标准或研究成果中可得到参数的上、下限时，可用简化概率分布方法或3 法（ 为标准差）近似确定参数的均值和标准差。6.1.7 岩土性能指标和地基、桩基承载力等，应通过原位测试、室内试验等直接或间接的方法确定，并应考虑由于钻探取样的扰动、室内外试验条件与实际工程结构条件的差别以及所采用公式误差等因素的影响。6.2 几何参数6.2.1 结构或

46、构件的几何参数 ，宜采用随机变量概率模型描述。其概率分布a类型，应运用参数估计和概率分布的假设检验方法确定。206.2.2 测试数据不足时，几何参数的统计参数可根据有关标准中规定的公差，经分析判断确定。6.2.3 几何参数的变异性对结构抗力及其他性能的影响很小时，几何参数可作为确定性变量。217 结构分析和试验辅助设计7.1 一般规定7.1.1 结构分析应包括作用效应和抗力以及其他性能分析。作用效应和抗力不能明确区分时，可按照作用的有利和不利情况分别对结构进行分析。7.1.2 结构分析可采用理论计算、模型试验、原型试验或将上述方法相结合的方法。7.1.3 结构分析应根据结构类型、材料性能和受力

47、特点等因素，采用线性、非线性或试验分析方法，并按下列方法确定其结构分析方法：1 结构性能始终处于弹性状态时，宜采用弹性理论进行结构分析；2 结构在达到极限状态前处于弹塑性状态时，宜采用弹塑性理论进行结构分析；3 结构在达到极限状态前能够产生足够的塑性变形，且所承受的不是多次重复的作用时，宜采用塑性理论进行结构分析；4 结构的承载力由脆性破坏或稳定控制时，应采用适宜的方法进行分析。7.1.4 动力作用对结构产生较大影响时，应对结构进行动力响应分析。7.1.5 结构分析的精度，应能满足结构设计要求，必要时宜进行试验验证。7.2 结构及构件分析模型7.2.1 结构分析采用的基本假定和计算模型，应能合

48、理描述所考虑极限状态下的结构反应。7.2.2 根据结构的具体情况，可采用一维、二维或者三维计算模型进行结构分析。7.2.3 结构分析模型与实际状况之间的差异，可通过结构极限状态方程中的计算模型不定性系数加以调整。7.2.4 在不能利用统计分析确定作用参数时，应对作用参数给出上下限范围，并通过比较确定对结构不利作用的取值。7.2.5 动力作用可被认为是拟静力作用时，可通过把动力作用分析结果包括在静力作用中或对静力作用乘以等效动力放大系数等方法，来考虑动力作用效应。7.2.6 动力作用引起的动力响应使结构有可能超过正常使用极限状态的限值时，应根据实际情况构建模型对结构进行正常使用极限状态验算。22

49、7.2.7 以模型试验为基础进行设计时，采用的模型和试验方法应能正确预测实际结构的性能，并计入试验模型与原型之间的差异、试验误差和试验结果在统计上的不定性。7.2.8 以原型试验为基础进行设计时，原型试验宜做到与实际结构的几何尺寸、作用和环境条件等相符，并计入试验结果在统计上的不定性。7.2.9 铁路工程结构构建疲劳作用模型时，应按照下列特征之一确定其参数：1 完整的应力幅历程；2 应力幅以及相应的循环次数。7.3 试验辅助设计7.3.1 铁路工程结构存在下列情况之一时，可进行试验辅助设计：1 缺乏理论模型或足够的数据，不能按现行方法处理；2 计算参数或计算结果不能正确反映实际条件；3 需要开展通