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公路工程结构可靠性设计统一标准(JTG 2120-2020 ).pdf3在代表性的时段内作用值的概率分布相同; 4每个作用各时段间的量值不相关; 5参与组合的作用是各态历经过程。 A.3.2对应于第C.4.3条可变作用分项系数的确定方法,可变作用组合值或组合 值系数的确定可采用优化方法和设计值方法。 A.3.3按优化方法确定可变作用的组合值系数时可采用下列步骤: 1以安全等级为二级的结构或构件为基础,选定代表性的结构或构件(或破 坏方式)、由一个永久作用和两个或两个以上可变作用组成的组合和常用的作用 效应比(主导可变作用效应标准值与永久作用效应标准值的比值,伴随可变作用 效应标准值与主导可变作用效应标准值的比值); 2根据已经确定的分项系数%G、%,计算不同结构或构件、不同作用组合 和常用的作用效应比下的抗力设计值; 3根据已经确定的抗力分项系数,计算不同结构或构件、不同作用组合 和常用作用效应比下的抗力标准值; 4计算不同结构或构件、不同作用组合和常用的作用效应比下的可靠指标: 5对选定的所有代表性结构或构件、作用组合和常用的作用效应比,优化 确定组合值系数。,使按分项系数表达式设计的结构或构件的可靠指标β与目 标可靠指标β具有最佳的一致性; 6根据以往的工程经验,对优化确定的组合值系数业进行判断,必要时进 行调整; 7可变作用组合值系数与标准值的乘积为组合值Qk。 A3.4采用设计值方法时,可变作用的组合值应按下式确定
A.3.3按优化方法确定可变作用的组合值系数时可采用下列步骤:
式中:?。 可变作用的组合值系数; Qk一一可变作用的标准值; F.O 可变作用设计基准期内最大值概率分布函数的反函数
Φ)一一标准正态随机变量的概率分布函数; αo、αQ——采用一次二阶矩方法计算可靠指标时得到的可变作用时段 值的敏感系数和设计基准期最大值的敏感系数; β一目标可靠指标; m一一设计基准期内可变作用的时段数。 A.3.5当不能给出可变作用的随机过程模型或任意时点分布及统计特征时,组合 值或组合值系数可根据工程经验确定
蒙城至蚌埠高速公路路面施工组织设计A.4可变作用的频遇值
A.4.1可变作用的频遇值可根据可变作用的随机过程模型按下列方法之一确
A.4.1可变作用的频遇值可根据可变作用的随机过程模型按下列方法之一确 定:
T一设计基准期。 对于各态历经过程,当比值为规定的n.值时,可变作用频遇值按下式确定
式中:Q—可变作用频遇值; F"()——作用任意时点值概率分布函数的反函数;
V. = n. /T
式中:V 一跨國率; n——设计基准期内超越作用值的总频数; T一设计基准期。 当可变作用任意时点值的平均值及其跨阈率已知,且作用是高斯平稳各态历 经随机过程时,对应于规定跨阈率的作用值可按下式计算:
式中:Qx 一可变作用的频遇值; QQ 可变作用任意时点值的标准差; 可变作用跨越任意时点值平均值的跨阅率; 可变作用跨越规定值的跨阈率,
A.4.2可变作用频遇值系数可按下式确定:
A.4.2可变作用频遇值系数可按下式确定:
Q, = μo + 00 /In(Vm / vx)
式中:一 可变作用频遇值系数; 一可变作用频遇值; Qk一一可变作用标准值。 A.4.3当不能确定可变作用随机过程模型或任意时点值的概率分布及统计特征 时,频遇值或频遇值系数可根据经验确定
A.5可变作用的准永久值
A.5.1可变作用的准永久值可根据可变作用的随机过程模型,按下列方法之 确定:
B.1.1试验辅助设计应符合下列要求:
1在试验进行之前,应制定试验方案。试验方案应包括试验目的、试件的 选取和制作,以及试验实施和评估等所有必要的说明; 2制定试验方案,应预先进行定性分析,确定所考虑结构或构件性能的可 能临界区域和相应极限状态标志; 3试件宜采用与构件实际加工相同的工艺制作; 4按试验结果确定设计值时,应考虑试验数量的影响。 B.1.2应通过适当的换算或修正系数考虑试验条件与结构实际条件的不同。换 算系数n应通过试验或理论分析来确定。影响换算系数n的主要因素包括尺寸效 应、时间效应、试件的边界条件、环境条件、工艺条件等
B.2试验结果的统计评估原则
B.2.1统计评估应符合下列基本原则:
1在评估试验结果时,应将试件的性能和失效模式与理论预测值进行对比, 当偏离预测值过大时,应分析原因,并做补充试验; 2应根据已有的分布类型及参数信息,以统计方法为基础对试验结果进行 评估;本附录给出的方法仅适用于统计数据(或先验信息)取自同一母体的情况 3试验的评估结果仅对所考虑的试验条件有效,不宜将其外推应用。 B.2.2材料性能、模型参数或抗力设计值的确定应符合下列基本原则: 1可采用经典统计方法或贝叶斯法推断材料性能、模型参数或抗力的设计 值:先确定标准值,然后除以一个分项系数,必要时要考虑换算系数的影响: 2在进行材料性能、模型参数或抗力设计值评估时,应考虑试验数据的离散 性、与试验数量相关的统计不定性和先验的统计知识
附录C分项系数确定方法
附录C分项系数确定方法
C.1.1按本附录进行可靠度分析和设计时,应具备下列条件
1建立了所考虑极限状态的方程 2基本变量具有准确、可靠的统计数据及概率分布。 c.1.2两个及两个以上可变作用参与组合时,可采用塔克斯特拉(Turkstra)规则 进行组合。
C.2.1可靠指标计算宜采用考虑基本(或综合)变量概率分布类型的一次可靠 度方法,也可采用其他方法。
度方法,也可采用其他方法。 C.2.2采用一次可靠度方法计算可靠指标时,应符合下列规定: 1仅有抗力和作用效应两个相互独立的变量且均服从正态分布时,可靠指 标按下式计算:
C.3.1本节可靠度校准方法适用于杆系结构或构件,其他结构可参照执行。 C.3.2采用可靠度方法校准按已有设计方法所设计结构或构件的可靠度水平时 所选取的结构或构件应具有代表性,
C.3.3结构可靠度校准可采用下列步骤:
1确定校准范围,如选取结构物类型或结构材料形式(混凝土结构、钢结 构等),根据目标可靠指标的适用范围选取代表性的结构或构件(包括构件的破 不形式); 2确定设计中基本变量的取值范围,如可变作用标准值与永久作用标准值 比值的范围; 3分析传统设计方法的表达式,如抗弯表达式、抗剪表达式、结构稳定验 算表达式等; 4计算不同结构或构件的可靠指标β; 5根据结构或构件在工程中的应用数量、所占比例和重要性,确定一组权 重系数①,,并满足下式要求:
6按下式确定所校准结构或构件可靠指标的加权平均值:
βave=Zo,β isl
C.4.1本节确定分项系数的方法适用于杆系结构或构件,其他结构可参
C.4.1本节确定分项系数的方法适用于杆系结构或构件,其他结构可参照执行
1结构上的同种作用采用相同的作用分项系数,不同的作用采用各自的作 用分项系数: 2不同种类的构件采用不同的抗力分项系数,同一种构件在任何可变作用 下,抗力分项系数不变: 3对各种构件在不同的作用效应比下,按所选定的作用分项系数和抗力系 数进行设计,使所得的可靠指标与目标可靠指标β具有最佳的一致性。 .4.3结构或构件设计表达式中的分项系数可采用优化方法和设计值方法确定。 并应符合下列规定: 1优化方法应按下列步骤进行: 1)选定代表性的结构或构件(或破坏方式)、一个永久作用和一个可变作 用组成的简单组合(如桥梁自重+汽车荷载)和常用的作用效应比(可变作用效 应标准值与永久作用效应标准值的比值); 2)对于安全等级为二级的结构或构件,重要性系数%取为1.0 3)对选定的结构或构件,确定永久作用分项系数%和可变作用分项系数% 下简单组合的抗力设计值: 4)对于选定的结构或构件,确定抗力系数R下简单组合的抗力标准值: 5)计算选定结构或构件简单组合下的可靠指标β; 6)对选定的所有代表性结构或构件、所有%和%的范围(以0.1或0.05的 级差),优化确定R;选定一组使按分项系数表达式设计的结构或构件的可靠 指标β与目标可靠指标β最接近的分项系数、%和R; 7)根据以往的工程经验,对优化确定的分项系数、和R进行判断, 必要时进行调整: 8)当永久作用起有利作用时,分项系数表达式中的永久作用取负号,根据 已经选定的分项系数%和R,通过优化确定分项系数%(以0.1或0.05的级差); 9)对于安全等级为一、三级的结构或构件,以上面确定的安全等级为二级 结构或构件的分项系数为基础,同样以按分项系数表达式设计的结构或构件的可
R k exp(αOβ)
式中:kc、ko、ko、ke一分别为永久作用、主导可变作用、第i个非主导可 变作用和结构抗力随机变量平均值与标准值的比值; %、.、%、%——分别为永久作用、主导可变作用、第i个非主导可 变作用和结构抗力随机变量的变异系数;
1本规范执行严格程度的用词,采用下列写法: 1)表示很严格,非这样做不可的用词,正面词采用“必须”,反面词采用 “严禁”; 2)表示严格,在正常情况下均应这样做的用词,正面词采用“应”,反面 词采用“不应”或“不得”; 3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的用词,正面词采用 “宜”,反面词采用“不宜”; 4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的用词,采用“可”。 2引用标准的用语采用下列写法: 1)在标准总则中表述与相关标准的关系时,采用“除应符合本规范的规 定外,尚应符合国家和行业现行有关标准的规定”。 2)在标准条文及其他规定中,当引用的标准为国家标准和行业标准时, 表述为“应符合《××××××》(×××)的有关规定”。 引用本标准中的其他规定时,表述为“应符合本规范第×章的有关规定”、“应符合本规 第×.×节的有关规定”、“应符合本规范第×.×.×条的有关规定”或“应按本规范第× ×条的有关规定热行”
1本规范执行严格程度的用词,采用下列写法: 1)表示很严格,非这样做不可的用词,正面词采用“必须”,反面词采用 “严禁”; 2)表示严格,在正常情况下均应这样做的用词,正面词采用“应”,反面 词采用“不应”或“不得”; 3)表示充许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的用词,正面词采用 “宜”,反面词采用“不宜”; 4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的用词,采用“可”。
“严禁”; 2)表示严格,在正常情况下均应这样做的用词,正面词采用“应”,反面 词采用“不应”或“不得”; 3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的用词,正面词采用 “宜”,反面词采用“不宜”; 4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的用词,采用“可”。 2引用标准的用语采用下列写法: 1)在标准总则中表述与相关标准的关系时,采用“除应符合本规范的规 定外,尚应符合国家和行业现行有关标准的规定”。 2)在标准条文及其他规定中,当引用的标准为国家标准和行业标准时, 表述为“应符合《××××××》(×××)的有关规定”。 引用本标准中的其他规定时,表述为“应符合本规范第×章的有关规定”、“应符合本规 第×.×节的有关规定”、“应符合本规范第×.×.×条的有关规定”或“应按本规范第× 区条的有关规定热行”
引用标准的用语采用下列与法: 1)在标准总则中表述与相关标准的关系时,采用“除应符合本规范的规 定外,尚应符合国家和行业现行有关标准的规定”。 2)在标准条文及其他规定中,当引用的标准为国家标准和行业标准时, 表述为“应符合《××××××》(×××)的有关规定”。 本标准中的其他规定时,表述为“应符合本规范第×章的有关规定”、“应符合本规 ×节的有关规定”、“应符合本规范第×.×.×条的有关规定”或“应按本规范第× 的有关规定执行”。
中华人民共和国行业标准
公路工程结构可靠性设计统一标准
术语和符号 50 基本规定 .51 极限状态设计原则, .54 5结构上的作用和环境影响, .57 6材料和岩土的性能及结构的几何参量. ..63 7结构分析和试验辅助设计. 65 分项系数设计方法 68 附录A 作用代表值的确定方法. 71 附录C分项系数确定方法 74
本章仅将《统一标准》出现的、需要明确定义的术语列出,有关公路工程专 业性的通用术语,大家都比较熟悉,没有编入。 术语的解释,其中有部分是国际公认的,如极限状态等;但大部分则是概括 性的涵义,并非国际或国家公认的。术语的英文名称不是标准化名称,仅供引用 时参考。 本章符号按有关结构可靠性、作用、材料性能和几何参数几部分列出,这些符号 的主体符号是按现行国家标准的规定采用的;当现行国家标准无统一规定时,则 按习惯采用。《统一标准》应用的符号没有被全部列出,本章只列出一些主要的。
3.1.2公路工程结构的可靠性包括安全性、适用性和耐久性,本条规定的第1、
4两项是对结构安全性的要求,第2项是对结构适用性的要求,第3项是对结构 耐久性的要求。 能承受规定的各类作用及其组合,主要指在设计考虑的作用和组合工况下, 结构和构件的响应满足规定的要求,且具有规定的可靠指标。 对于公路桥梁而言,正常使用中的超载车辆是非正常的,超载情况下,桥梁 能保证良好使用性能的概率将大大降低。 正常维护除了日常的养护外,还包括必要的管理、监测、加固等工作,是保 证桥梁持续、耐久正常使用的重要基础。 公路桥梁一般处于复杂的运营环境中,既承受车辆通行、车船撞击等社会性 随机荷载,也承受地震、风雨、洪水、温差等自然作用。实际中可能承受的各类 作用值也大小不一。设计考虑的偶然作用是指设计中经过计算分析的偶然作用 值,此作用下,桥梁等结构的破坏模式应在设计考虑和控制范围内,如设计应采 取措施防止桥梁的连续倒塌和倾覆
3.2.1破坏后果主要指危及人的生命、造成经济损失、对社会或环境产生影响等。 表中适用对象主要指公路桥涵主体结构,对于诸如桥梁防撞护栏等附属设施,其 安全等级应与结构主体协调,并应考虑结构所处的位置,尽可能减小破坏后果, 3.2.2隧道结构的安全等级的相关规定主要适用于隧道支护及洞门等主体结构。 3.2.4路面结构安全等级调整的规定主要是考虑到同一路线通常会穿越不同地 段,当不得已时可根据实际情况在整体安全等级的基础上进行适当调整,为了避 免同一路段技术等级相差过大,规定调整不应超过一级。对于桥隧工程而言,同 一工程中存在诸多构件,其中包括重要或次要构件,这些构件可在主体结构安全 等级的基础上进行适当调整,出于结构整体安全性协调的考虑,规定调整的幅度
定,考虑了公路功能、技术等级、结构重要性、养护维修等因素
考虑了公路功能、技术等级、结构重要性、养护维修等因素
3.5.1结构达到规定的可靠度水平是有条件的,结构可靠度是在规定条件下结构 完成预定功能的概率,这里的“规定条件”即是正常设计、正常施工、正常使用, 工程结构的勘察、设计、施工、使用和养护以及所涉及的材料和构件,是整个工 程相互关联的各个实施部分,也是结构可靠度的保证条件,因此需要对上述各个 部分都进行质量管理和控制
4.1.1按照本标准第3.1.2条的规定,公路工程结构须满足的各项功能要求,归 结为结构的安全性、适用性和耐久性。前者属于承载能力极限状态,后两者统属 于正常使用极限状态。承载能力极限状态关系到结构的破坏和安全问题,例如桥 梁结构整体或局部是否垮塌、失稳,构件或连接是否破坏,路面是否疲劳断裂等。 正常使用极限状态涉及到结构的工作条件和性能,例如桥梁结构的变形或振动是 否过大,构件裂缝是否过宽,路面的不平整度是否过大等;这些现象并不引起结 构的破坏,不造成生命和国家财产的严重损失,但使结构使用舒适性降低,会造 成结构的损伤,进而影响结构的设计使用年限
4.1.1按照本标准第3.1.2条的规定,公路工程
4.2.1根据结构在施工和使用过程中面临的不同情况,本条规定了公路工程结构 的四种设计状况。 持久状况是指结构的使用阶段。这个阶段持续的时间很长,一般取与设计使 用年限相同的时间。在这期间结构可能承受的作用,结构设计时均需加以考虑。 短暂状况所对应的是结构的施工阶段和维修阶段。这个阶段的持续时间相对 于使用阶段是短暂的,结构体系、结构所受作用等与使用阶段也不同,结构设计 时要根据具体情况而定。 偶然状况是指结构可能遇到的异常状况,如撞击、火灾、爆炸等。这种状况 出现的概率极小,且持续的时间极短。结构在极短时间内承受的作用以及结构可 靠度水平等在设计中都需特殊考虑。 地震作用是一种特殊的偶然作用,与撞击等偶然作用相比,地震作用能够统 计并有统计资料,可以确定其标准值。而其它偶然作用无法通过概率的方法确定 其标准值,因此,两者的设计表达式是不同的 4.2.2公路工程结构的4种设计状况,由于所对应的结构体系、所处环境等有所 不同、所以设计时采用的结构计算模式,承受的作用和材料性能的取值以及结构
的可靠度水平等方面也都是不同的。各类结构要根据各自的具体条件分别加以确 定。尽管所有结构都要经历施工和使用阶段,但作为设计要求,不是所有公路工 程结构都考虑这4种设计状况。持久状况是结构设计的主要对象,各类结构均需 考虑。但是,有些结构或者由于本身的特点,或者采取一些措施,最终回避了短 暂状况或偶然状况的设计
4.3.1在确定了设计状况以后,每一种设计状况还有一个极限状态设计的选择问 题。承载能力极限状态是考验结构是否完成其主要功能的能力,所有设计状况均 需进行设计;至于正常使用极限状态设计是否需要进行,要视各类结构具体情况 而定,在持久设计状况公路桥涵结构需考虑正常使用极限状态设计。 根据工程经验,地震状设计状况和偶然设计状况通常只按承载能力极限状态 设计,不做正常使用极限状态设计
作用的基本组合是指永久作用设计值与可变作用设计值的效应组合。这种组 合用于结构的常规设计,是所有公路工程结构都应该考虑的。 作用的偶然组合是指永久作用标准值、可变作用代表值和一种偶然作用标准 直的效应组合。视具体情况有时也不考虑可变作用效应参与组合。作用偶然组合 用于结构的特殊情况下的设计,所以不是所有公路工程结构都要采用的,一些结 构可只采取构造或其他预防措施。 作用的地震组合是指永久作用标准值、可变作用代表值和地震作用标准值的 效应组合
使用极限状态分为可逆和不可逆两种,其中可逆的极限状态是指超越正常使用的 作用撤除后,超越作用产生的后果可以恢复的状态,如在弹性范围内结构受临时 荷载作用变形增大,当荷载移走后,结构能够恢复到原来的变形。不可逆的使用 极限状态是指当产生超越正常使用要求的作用撤出后,超越作用产生的后果不可 恢复的状态。显然,对于可逆的和不可逆的使用状态,设计中的控制是不同的
5结构上的作用和环境影响
5.1.1作用是施加在结构上的力、位移或引起变形、药束变形的原因,其对结构 的效应都是使结构产生了内力,影响结构的使用和安全。此外,结构所处的外在 环境或结构内部的物理、化学(如冻融、氯化物导致的钢筋锈蚀等)作用也会影 响结构的使用和安全,也属于作用。 5.1.2引起结构反应的原因有两种截然不同的性质,一种是施加于结构上的外力 如车辆、人群、结构自重等,它们是直接施于结构上的,称为直接作用,可用“荷 载”来概括。另一种不是以外力形式施加于结构,它们产生的效应常与结构本身 特性、结构所处环境有关,如地震、基础不均匀沉降、混凝土收缩和徐变、温度 变化等,这些都是间接作用于结构的,如果也称“荷载”,就会引起人们的误解。 因此,国际上普遍把所有引起结构反应的原因统称为“作用”,而“荷载”仅限于表 达施加于结构上的直接作用。 5.1.3结构上的很多作用,如桥梁上汽车的离心力与流水压力在时间上和量值上 都是独立的,在计算结构效应和进行作用组合时,按两个独立的设计变量考虑, 某些作用在结构上同时出现且以最大值出现,如桥梁上的诸多单个车辆,可将其 以车队形式作为单个荷载考虑, 5.1.4作用按随时间变化分为永久作用、可变作用和偶然作用,这是结构上作用 的基本分类。 1桥涵的永久作用主要包括结构自重、土重和土侧压力、混凝土收缩和徐变 水位不变的水压力、浮力、基础变位、预加应力等;隧道的永久作用包括结构自 重、结构附加荷载、围岩压力、土压力、混凝土收缩和徐变等;路面的永久荷载 主要是路面材料自重。 2桥涵的可变作用包括汽车荷载及其冲击力、离心力和制动力、人群荷载, 汽车荷载产生的土侧压力、风荷载、温度和湿度变化、水位变化的水压力和冰压 力等;隧道可变作用包括汽车荷载及其产生的土压力、冲击力、温度变化的影响 灌浆压力、冻胀力等:路面可变作用包括汽车荷载、温度变化等。
3桥涵偶然作用包括船舶撞击、泥石流等;隧道偶然作用包括车辆撞击、落 石冲击力等;路面偶然作用主要是落石冲击力。 固定作用包括结构自重、固定设备自重等;自由作用包括汽车荷载、人群 荷载、风荷载等。作用按空间位置变化分类是为了考虑结构上的作用按最不利 布置对结构安全性的影响,如对于连续桥梁,需考虑隔跨布置车辆引起的最大 弯矩和剪力。 作用按对结构的反应分为静态作用和动态作用,静态作用包括结构自重等; 动态作用包括汽车荷载、地震等。作这样的分类是因为在进行结构分析时,需 要考虑某些作用的动力效应。把作用分为静态或动态,不在于作用本身是否有 动力特性,而主要在于它是否使结构产生不可忽略的加速度。例如,人群荷载 虽是一个具有一定动力特性的荷载,但它对桥梁产生的动力效应可忽略不计, 所以仍视为静态作用。 5.1.5获得设计变量的概率分布和统计参数是基于概率的极限状态设计方法的 关键因素。对公路桥梁的恒荷载、汽车荷载、人群荷载、汽车冲击系数、风荷 载、温度作用、路面结构交通参数等进行了大量的调查和统计分析,得到了这 些作用的概率模型和统计参数。统计分析表明,公路桥梁恒益裁服丛正态分布
关键因素。对公路桥梁的恒荷载、汽车荷载、人群荷载、汽车冲击系数、风荷 载、温度作用、路面结构交通参数等进行了大量的调查和统计分析,得到了这 些作用的概率模型和统计参数。统计分析表明,公路桥梁恒荷载服从正态分布, 般运行状态的汽车荷载可用滤过泊松过程描述,密集运行状态的汽车荷载可 用滤过韦泊过程描述,人群荷载、汽车冲击系数、风荷载和温度作用可用平稳 二项随机过程模型描述,其中荷载量值服从极值型分布。近年结合交通部西部 项自“桥梁设计荷载与安全鉴定荷载的研究”,对全国一些有代表性的地区和公 路的汽车荷载进行调查和统计分析,汽车荷载服从多峰分布。
影响,很难按照传统的概率统计方法给出适用的标准值,因此,本标准规定这类 社会性的荷载应综合考虑后确定,根据《桥梁设计荷载与安全鉴定荷载的研究》 目成果,汽车荷载标准值的确定方法包括规范环比法、历史经验法、法律法规 法和概率统计法,最终汽车荷载标准值需在上述四种方法综合分析的基础上制 订,其中规范环比法可用于标准取值范围的确定,利用历史经验法明确标准确定 的方法,概率统计法可了解现行标准的适应情况,最后结合法律法规、标准规范 的协调衔接以及相关社会影响,来综合确定汽车荷载的标准值。当有两个或两个 以上可变作用在结构上同时考虑时,由于所有可变作用同时达到其单独出现时可 能达到的最大值的概率很小,因此结构按承载能力极限状态设计时,除主导作用 应采用标准值作代表值外,其他伴随的作用应采用主导作用出现时段内的最大 值,即以小于其标准值的组合值来代表 当结构按正常使用极限状态的要求进行设计时,例如要求控制结构的变形, 高部损坏以及振动时,理应从不同的要求出发,来选择不同的作用代表值;目前 现范提供的除标准值和组合值外,还有频遇值和准永久值。频遇值是代表某个约 定条件下不被超越的作用水平,例如在设计基准期内被超越的总时间与设计基准 期之比规定为某个较小的比率,或被超越的频率限制在规定的频率内的作用水 平。准永久值是代表作用在设计基准期内经常出现的水平。也即其持久性部分 当对持久性部分无法定性时,也可按频遇值定义,在设计基准期内被超越的总时 间与设计基准期之比规定为某个较大的比率来确定。 一般近似认为永久作用(如恒荷载)在设计基准期内是不变的,它的代表值 只有一个,即标准值。可变作用按其在随机过程中出现的持续时间或次数的不同, 根据不同的设计状况和极限状态,而取标准值、组合值、频遇值和准永久值作为 代表值
5.2.4偶然作用是指在设计使用年限内不一定出现,而一出现其量值很
地震的基本烈度和地面峰值加速度安徽某活动中心模板施工方案,该基本烈度和地面峰值加速度可作为桥梁抗 震设计的基本参数。对于其他的抗震要求,如要求结构不跨塌,需采用其他重现 期提出更高的地震强度标准。 5.2.8根据荷载历程,采用“雨流计数法"或“蓄水池法”,结构疲劳作用可转换为 表示荷载变程与循环次数关系的荷载频谱;也可将荷载频谱归并为单一的疲劳荷 载模型。将疲劳荷载在结构、连接或构造细节的应力影响线上最不利加载,可获 得疲劳关键部位的应力频谱,用于疲劳设计和计算,
行设计将造成隧道支护费用大幅提高,此时也可仅针对可能出现的高水压力按偶 然作用考虑,进行强度校核即可。 5.3.5爆炸作用、岩爆冲击及落石冲击等偶然作用一般不会出现,一旦出现可能 对结构设计影响较大。如爆炸荷载可以达到100kpa,岩石岩爆冲力可达到1000kN 以上,落石冲击荷载总量可达到上万kN。为了保证结构在偶然荷载作用下的可 靠性,需利用其设计值进行结构安全性验算,其值可根据分析计算或工程经验综 合确定,也可根据有关标准的专门规定确定。 5.3.6隧道对地震作用的抵抗能力较强,但是对于洞口浅埋地段、软弱围岩地段 断层破碎带、洞室形状或支护结构突变地段容易出现地震破坏。我国是一个地震 多发国,地震对隧道的破坏要引起充分重视。地震作用,按《公路工程抗震设计 规范》(JTGB02)的规定取用
对海洋环境中的钢筋混凝主结构,已经提出了多个预测氯离子扩散和钢筋锈蚀的 模型,一些耐久性标准或规范也开始使用这些模型,欧洲的Eurocode还提出了 基于可靠度理论的实用设计表达式的耐久性设计方法。 提高结构抗环境作用能力最好的方法是使结构具有“天生”的抵抗能力,这是 效果最好且最为经济的方法。对于常用的混凝土结构,基本措施包括优选结构材 料、采用较小的水灰比、掺加掺合料、增大混凝土保护层厚度;附加措施包括使 用涂层钢筋、阴极保护、电化学除氯等。其他结构也各有不同的基本措施和附加 措施。
6材料和岩土的性能及结构的儿何参量
6.1.2材料性能实际上是随时间变化的,如混凝土、路面材料、土工合成材料的 强度等,但为了简化起见,各种材料性能仍作为与时间无关的随机变量来考虑 而性能随时间的变化一般通过引进换算系数来估计。 6.1.3用材料的标准试件试验所得的材料性能fspe,一般说来,不等同于结构中 实际的材料性能fstr,有时两者可能有较大的差别。例如,材料试件的加荷速度 元超过实际结构的受荷速度,致使试件的材料强度较实际结构中偏高:试件的尺 寸远小于结构的尺寸,致使试件的材料强度受到尺寸效应的影响而与结构中不 同;有些材料,如混凝土,其标准试件的成型与养护与实际结构并不完全相同 有时甚至相差很大,以致两者的材料性能有所差别。所有这些因素一般习惯于采 用换算系数或函数Ko来考虑,从而结构中实际的材料性能与标准试件材料性能 的关系可用下式表示:
far = Kofsne
式中:fstr一一结构中实际的材料性能; fspe一一标准试件试验所得的材料性能; Ko一一换算系数或函数。 由于结构所处的状态具有变异性,因此换算系数或函数Ko也是随机变量。 .4现有的调研分析结果表明,公路工程结构中材料强度的概率分布基本上都 拒绝正态分布或者对数正态分布。 材料强度标准值一般取概率分布的低分位值,对公路桥隧等结构材料强度标 值国际上一般取0.05分位值,此时某立交模板分项施工方案,当材料强度按正态分布时,标准值为:
当按对数正态分布时,标准值近似为:
和&分别为材料强度的平均值、标准差