鐵路工程結構可靠性設計統一標準2025年

鐵路工程結構可靠性設計統一標準[附條文說明]GB50216-20191??總????則1.0.1??為統一鐵路工程結構可靠性設計的基本原則、基本要求和基本方法，使鐵路工程符合可持續發展的要求，并做到安全可靠、技術先進、經濟合理、確保質量，制定本標準。1.0.2??本標準適用于鐵路橋涵、隧道、路基、軌道等工程結構和構件的設計及其既有結構的可靠性評定。1.0.3??鐵路工程結構設計宜采用以概率理論為基礎、以分項系數表達的極限狀態設計方法；當缺乏統計資料時，可根據可靠的工程經驗或必要的試驗研究，采用其他設計方法進行設計。1.0.4??制定鐵路工程結構的可靠性設計相關標準時，應符合本標準的規定。1.0.5??鐵路工程結構的勘察設計、施工、使用與維護應進行有效的質量管理與控制，使結構滿足規定的可靠性要求。1.0.6??鐵路工程結構可靠性設計除應符合本標準要求外，尚應符合國家現行有關標準的規定。2??術語和符號2.1??術????語2.1.1??可靠性????reliability????結構在規定的時間內，在規定的條件下，完成預定功能的能力。2.1.2??可靠度??degree?of?reliability????結構在規定的時間內，在規定的條件下，完成預定功能的概率。2.1.3??失效概率??probability?of?failure????結構在規定的時間內，在規定的條件下，不能完成預定功能的概率。2.1.4??可靠指標????reliability?index????度量結構可靠度的數值指標，可靠指標β與失效概率Pf的關系為β＝—Φ-1(Pf)，其中Φ-1(·)為標準正態分布函數的反函數。2.1.5??設計使用年限??design?working?life????正常使用和維護條件下，設計規定的結構或構件不需進行大修即可按預定目的使用的年限。2.1.6??設計基準期??design?reference?period????為確定可變作用等的取值而選用的時間參數。2.1.7??評估使用年限??assessed?working?life????可靠性評定所預估的既有結構在規定條件下可繼續使用的年限。2.1.8??安全等級????safety?class????根據工程結構破壞所產生后果的嚴重性劃分的具有不同可靠度設置水平的設計等級。2.1.9??設計狀況??design?situation????代表一定時段內實際情況的一組設計條件，設計應做到在該組條件下結構不超越有關的極限狀態。2.1.10??極限狀態??limit?state????結構或構件超過某一特定狀態就不能滿足設計規定的某一功能要求，此特定狀態為該功能的極限狀態。2.1.11??極限狀態方程????limit?state?equation????結構或構件處于極限狀態時，各有關基本變量的關系式。2.1.12??承載能力極限狀態????ultimate?limit?state????結構或構件達到最大承載力或產生不適于繼續承載的變形的狀態。2.1.13??正常使用極限狀態????serviceability?limit?state????結構或構件達到正常使用或耐久性能的某項規定限值的狀態。2.1.14??可逆正常使用極限狀態????reversible?serviceability?limit?state????當產生超越正常使用要求的作用卸除后，該作用產生的超越狀態可以恢復的正常使用極限狀態。2.1.15??不可逆正常使用極限狀態????irreversible?serviceability?limit?state????當產生超越正常使用要求的作用卸除后，該作用產生的超越狀態不可恢復的正常使用極限狀態。2.1.16??疲勞極限狀態??fatigue?limit?state????重復荷載作用導致結構或構件失效，不適于繼續承載的極限狀態。2.1.17??結構重要性系數??importance?factor?of?structure????根據結構安全等級所規定的對作用效應附加的調整系數。2.1.18??基本變量??basic?variable????代表物理量的一組規定的變量，用于表示作用和環境影響、材料和巖土的性能以及幾何參數的特征。2.1.19??功能函數??performance?function????關于基本變量的函數，該函數表征一種結構功能。2.1.20??概率分布??probability?distribution????隨機變量取值的統計規律，一般采用慨率密度函數或概率分布函數表示。2.1.21??統計參數????statistical?parameter????在概率分布中用來表示隨機變量取值的平均水平和離散程度等的數字特征。2.1.22??分位值????fractile????與隨機變量概率分布函數的某一概率對應的值。2.1.23??特征值????characteristic?value????用統計方法確定的一定保證率或跨閾率下的值。2.1.24??名義值????nominal?value????用非統計方法確定的值。2.1.25??校準法????calibration?method????通過對現存結構或構件安全儲備的反演分析，確定設計采用的目標可靠指標的方法。2.1.26??作用????action????施加在結構上的集中力或分布力(直接作用，也稱為荷載)和引起結構外加變形或約束變形的原因(間接作用)。2.1.27??巖土作用??geotechnical?action????圍巖、地基、坡體、地下水或地表水等傳遞到結構上的作用。2.1.28??作用效應????effect?of?action????作用引起的結構或構件的反應。2.1.29??作用的標準值????characteristic?value?of?an?action????作用的主要代表值，可根據對觀測數據的統計、作用的自然界限或工程經驗確定。2.1.30??可變作用的組合值????combination?value?of?a?variable?action????使組合后的作用效應的超越概率與該作用單獨出現時其標準值作用效應的超越概率趨于一致的作用值；或組合后使結構具有規定可靠指標的作用值。可通過組合值系數(ψc≤1)對作用標準值的折減來表示。2.1.31??可變作用的頻遇值????frequent?value?of?a?variable?ac-tion????在設計基準期內被超越的總時間占設計基準期的比率較小的作用值；或被超越的頻率限制在規定頻率內的作用值。可通過頻遇值系數(ψf≤1)對作用標準值的折減來表示。2.1.32??可變作用的準永久值????quasi-permanent?value?of?a?variable?action????在設計基準期內被超越的總時間占設計基準期的比率較大的作用值。可通過準永久值系數(ψq≤1)對作用標準值的折減來表示。2.1.33??作用的代表值????representative?value?of?an?action????極限狀態設計所采用的作用值，它可以是作用的標準值、組合值、頻遇值或準永久值。2.1.34??作用的設計值??design?value?of?an?action????作用代表值與作用分項系數的乘積。2.1.35??作用組合(荷載組合)????combination?of?actions(load?combination)????結構或構件設計時，預計可能同時出現的幾種不同作用(效應)的集合。2.1.36??主導可變作用??leading?variable?action????在同一作用組合中，作用效應設計值最不利情況下起控制作用的可變作用。2.1.37??標準組合??characteristic?combination????正常使用極限狀態設計時，采用永久作用標準值、主導可變作用的標準值和(或)非主導可變作用的組合值的組合。2.1.38??頻遇組合????frequent?combination????正常使用極限狀態設計時，采用永久作用標準值、主導可變作用的頻遇值和(或)非主導可變作用的準永久值的組合。2.1.39??準永久組合??quasi-permanent?combination????正常使用極限狀態設計時，采用永久作用的標準值和可變作用的準永久值的組合。2.1.40??環境影響??environmental?influence????環境對結構產生的各種機械的、物理的、化學的或生物的不利影響。2.1.41??抗力????resistance????結構或構件承受作用效應的能力。2.1.42??材料性能的標準值????characteristic?value?of?a?material?property????符合規定質量的材料性能概率分布的某一分位值或材料性能的名義值。2.1.43??材料性能的設計值??design?value?of?a?material?prop-erty????材料性能的標準值除以材料性能分項系數所得的值。2.1.44??幾何參數的標準值??characteristic?value?of?a?geomet-rical?parameter????設計規定的幾何參數公稱值或幾何參數概率分布的某一分位值。2.1.45??幾何參數的設計值??design?value?of?a?geometrical?pa-rameter????幾何參數的標準值增加或減少一個幾何參數的附加量所得的值。2.1.46??限值????constraint?value????結構或構件設計時，作為極限狀態標志的應力、變形等的約束值。2.1.47??疲勞荷載譜??fatigue?load?spectrum????反映結構設計使用年限內在指定列車運量條件下，在列車疲勞荷載作用下材料或連接的作用效應和頻次的關系，可用表格或直方圖表達。2.1.48??等效等幅重復應力法????method?of?equivalent?constant?amplitude?stress?range????結構或構件在疲勞檢算中，根據線性累積損傷法則或其他適當方法，將變幅重復應力轉換為等幅重復應力進行設計的方法。2.1.49??極限損傷度法??cumulative?damage?method????結構或構件在疲勞檢算中，根據線性損傷理論，將累積損傷度作為檢算內容的設計方法。2.2??符????號2.2.1??結構可靠度：????Pf——結構或構件失效概率的運算值；????R——結構或構件的抗力；????S——結構或構件的作用效應；????T——設計基準期；????wi——第i種結構的權系數；????Xi——第i個基本變量；????X*i——基本變量Xi在分位概率為Φ(βXi)處的分位值；????X*′i——基本變量Xi在分位概率為Φ(βXi)處的分位值導數；????Z——結構或構件的功能函數；????αXi——基本變量Xi的靈敏度系數；????β——結構或構件的可靠指標；????βXi——基本變量Xi的分項可靠指標；????σR——抗力的標準差；????σS——作用效應的標準差；????σXi——基本變量Xi的標準差。2.2.2??作用和作用效應：????F——作用；????Fk——作用的標準值；????Fr——作用的代表值；????G——永久作用；????Gk——永久作用的標準值；????SGk——永久作用標準值的效應；????Q——可變作用；????Qk——可變作用的標準值；????Qr——可變作用的代表值；????SQk——可變作用標準值的效應；????ψc——可變作用的組合值系數；????ψf——可變作用的頻遇值系數；????ψq——可變作用的準永久值系數；????ψcQk——可變作用的組合值；????ψfQk——可變作用的頻遇值；????ψqQk——可變作用的準永久值。2.2.3??材料性能和幾何參數：????a——幾何參數；????anom——幾何參數的標準值或名義值；????f——結構材料性能；????fk——結構材料性能f的標準值；????δf——結構材料性能f的變異系數。2.2.4??結構極限狀態設計式：????ad——幾何參數a的設計值；????Cd——設計對結構達到正常使用(如變形、裂縫等)所規定的相應限值；????Fd——作用F的設計值；????fd——材料性能f的設計值；????Gd——永久作用G的設計值；????Qd——可變作用Q的設計值；????Rd——結構抗力R的設計值；????Sd——作用效應的設計值；????AEk——地震作用的標準值；????βnom——結構的目標可靠指標；????γ0——結構重要性系數；????γⅠ——地震作用重要性系數；????γF——作用的分項系數；????γsd——計算模型不定性系數；????γm——材料或產品性能的分項系數；????γRd——抗力模型不定性系數；????γM——材料或產品性能的分項系數，考慮模型不定性和(或)幾何參數偏差等影響；????γL——考慮結構設計使用年限的荷載調整系數；????γR——抗力分項系數；????γG——永久作用G的分項系數；????γQ——可變作用Q的分項系數；????△a——幾何參數a的附加量。2.2.5??結構疲勞極限狀態驗算式：????γfat——鋼結構疲勞作用分項系數；????△σe——鋼結構驗算部位等效等幅重復應力幅標準值(計入運營動力系數、離心力)；????△σ0——鋼結構驗算部位疲勞設計強度；????△faek——鋼結構驗算部位材料(或構造細節)的等幅疲勞強度標準值；????γaf——鋼結構驗算部位材料(或構造細節)的疲勞抗力分項系數；????γcek、γpek、γsek——分別為混凝土、預應力鋼筋、鋼筋的疲勞作用分項系數；????γcf、γpf、γsf——分別為混凝土、預應力鋼筋、鋼筋的疲勞抗力分項系數；????σcek、△σpek、△σsek——分別為混凝土結構驗算部位的混凝土等效疲勞應力標準值、預應力鋼筋等效疲勞應力幅標準值、鋼筋等效疲勞應力幅標準值(計入運營動力系數、離心力)；????fcek、△fpek、△fsek——分別為混凝土結構驗算部位的混凝土、預應力鋼筋、鋼筋的等幅疲勞強度標準值。3??基本規定3.1??基本要求3.1.1??鐵路工程結構的設計、施工和維護應使其在設計使用年限內以規定的可靠度滿足規定的各項功能要求。3.1.2??鐵路工程結構應達到規定的可靠性水平，并滿足下列功能要求：????1??承受在施工和使用期間可能出現的各種作用，即滿足承載能力極限狀態或疲勞極限狀態要求；????2??保持良好的使用性能，并具有足夠的耐久性能，即滿足正常使用極限狀態要求；????3??發生洪水、非正常撞擊、列車脫軌等偶然事件時，結構保持必要的整體穩固性，不出現與起因不相稱的破壞后果；發生火災時，在規定的時間內可保持足夠的承載力。3.1.3??鐵路工程結構設計時，應選擇適宜的計算模型和合理的基本變量值，并按下列要求采取適當措施：????1??應避免、消除或減少結構可能受到的危害；????2??應采用對可能受到的危害反應不敏感的結構類型；????3??應采用當單個構件或結構的有限部分被意外移除或結構出現可接受的局部破壞時，結構其他部分仍能保存的結構類型；????4??不宜采用無破壞預兆的結構體系。3.1.4??鐵路工程結構的勘察設計、施工、使用與維護等應采取相應的可靠性管理措施。3.2??安全等級和可靠度3.2.1??鐵路工程結構的設計根據結構破壞可能產生后果的嚴重程度，應采用表3.2.1規定的安全等級。3.2.2??鐵路工程結構安全等級應按表3.2.2的規定劃分。3.2.3??鐵路工程結構各類構件的安全等級宜與結構的安全等級相同，必要時可對部分構件的安全等級進行調整。3.2.4??可靠性水平的設置應根據結構或構件的安全等級、失效模式和經濟因素等確定。3.2.5??有充分的統計數據時，結構或構件的可靠性宜采用可靠指標β度量。結構或構件設計采用的可靠指標，可根據對現有結構或構件的可靠度分析，并結合使用經驗和經濟因素等確定。3.2.6??鐵路工程結構的破壞類型可分為延性破壞和脆性破壞，其中脆性破壞的可靠度應高于延性破壞的可靠度。3.3??設計使用年限、耐久性和維護3.3.1??鐵路工程結構設計時，應規定結構的設計使用年限。3.3.2??鐵路工程結構設計使用年限應按100年、60年和30年分級。3.3.3??鐵路工程結構設計應考慮環境影響，根據不同環境類別采用相應的結構材料、設計構造、防護措施、施工質量要求等，制定結構在使用期間的定期檢修和維護制度，使結構在設計使用年限內滿足安全和正常使用的要求。3.3.4??環境對鐵路工程結構耐久性的影響，可通過工程經驗、試驗研究、理論計算或綜合分析等方法進行評估。3.3.5??環境類別的劃分和相應的設計、施工、使用及維護的要求等，應符合國家現行有關標準的規定。4??極限狀態設計原則4.1??極限狀態4.1.1??鐵路工程結構應按承載能力極限狀態和正常使用極限狀態進行設計。承受重復荷載作用的構件尚應按疲勞極限狀態進行檢算。4.1.2??結構或構件出現下列狀態之一時，應認為超過了承載能力極限狀態：????1??結構、構件或連接超過材料強度，或過度變形不適于繼續承載；????2??結構或結構一部分作為剛體失去平衡；????3??結構體系成為機動體系；????4??結構或構件失穩；????5??地基失去承載能力；????6??影響結構安全的其他特定狀態。4.1.3??結構或構件出現下列狀態之一時，應認為超過了正常使用極限狀態：????1??影響正常使用的變形；????2??影響正常使用或耐久性能的裂縫、局部損壞；????3??影響正常使用和舒適性的振動；????4??影響正常使用的其他特定狀態。4.1.4??結構或構件在重復荷載累積損傷作用下出現下列狀態之一時，應認為超過了疲勞極限狀態：????1??影響安全使用的疲勞裂紋；????2??影響安全使用的變形。4.1.5??鐵路工程結構設計應規定各種極限狀態的標志或限值。4.1.6??鐵路工程結構或構件設計應對不同極限狀態進行計算或驗算，并確保結構構造合理。4.1.7??鐵路工程結構極限狀態可采用以作用效應和抗力等組成的極限狀態方程表達。4.2??設計狀況4.2.1??鐵路工程結構設計應考慮下列設計狀況：????1??持久設計狀況，適用于結構使用時的正常情況，應考慮在設計基準期內承受的永久作用、列車作用、土壓力、風、溫度等相對持續時間長的作用；????2??短暫設計狀況，適用于結構施工、運營、維修時承受的臨時性或短暫情況，應考慮恒載、施工人員和施工機具、運架設備等作用；????3??偶然設計狀況，適用于結構使用的異常情況，應考慮火災、撞擊、脫軌、斷軌、落石沖擊等作用；????4??地震設計狀況，適用于結構遭受地震時的情況，應考慮結構在地震作用下的受力分析和結構驗算。4.2.2??鐵路工程結構設計應根據每種設計狀況采用相應的結構體系、可靠性水平、基本變量和作用組合等。4.3??極限狀態設計4.3.1??不同設計狀況條件下，鐵路工程結構設計應符合下列規定：????1??對持久設計狀況，應進行承載能力和正常使用極限狀態設計，必要時進行疲勞極限狀態檢算；????2??對短暫設計狀況，應進行承載能力極限狀態設計，可根據需要進行正常使用極限狀態設計；????3??對偶然設計狀況，應進行承載能力極限狀態設計；????4??對地震設計狀況，應進行承載能力極限狀態設計，可根據工程需要進行正常使用極限狀態設計。4.3.2??鐵路工程結構承載能力極限狀態設計，可根據不同的設計狀況采用下列作用組合：????1??基本組合，用于持久設計狀況或短暫設計狀況；????2??偶然組合，用于偶然設計狀況；????3??地震組合，用于地震設計狀況。4.3.3??鐵路工程結構正常使用極限狀態設計，可根據具體情況采用下列組合：????1??標準組合，宜用于不可逆正常使用極限狀態設計；????2??頻遇組合，宜用于可逆正常使用極限狀態設計；????3??準永久組合，宜用于長期效應為決定性因素的正常使用極限狀態設計。4.3.4??鐵路工程結構設計應滿足各種極限狀態下最不利作用組合的要求。4.3.5??鐵路工程結構極限狀態設計應符合下式規定：????式中：????g(·)——結構的功能函數；???????????Xi(i＝1，2，…，n)——基本變量。在進行可靠性分析時，基本變量應作為隨機變量。4.3.6??結構功能函數將作用效應和結構抗力作為綜合基本變量時，結構極限狀態設計應符合下式規定：????式中：R——結構的抗力；??????????S——結構的作用效應。4.3.7??鐵路工程結構失效概率可按式(4.3.7-1)確定，也可根據結構可靠指標β按式(4.3.7-2)計算。????式中：Φ(·)——標準正態分布函數。4.3.8??根據鐵路工程結構極限狀態方程和隨機變量的特征，可選用本標準附錄A.1的一次二階矩法(分位值法、JC法)、蒙特卡羅法或其他適宜方法計算可靠指標。4.3.9??鐵路工程結構或構件的可靠指標，不應小于規定的目標可靠指標。目標可靠指標可按本標準附錄A.2的校準法為基礎確定。4.3.10??鐵路工程結構或構件承載能力極限狀態的目標可靠指標應按安全等級進行分級。每相差一級，目標可靠指標的差值宜取0.5，也可經綜合分析確定。4.3.11??鐵路工程結構或構件宜根據規定的目標可靠指標，采用由作用的代表值、材料性能的標準值、幾何參數的標準值和各相應分項系數構成的極限狀態設計表達式進行設計，分項系數宜按本標準附錄A.3的方法確定。4.4??基于可靠指標的設計4.4.1??鐵路工程結構有條件時可直接采用基于可靠指標方法進行設計。4.4.2??鐵路工程直接采用基于可靠指標方法進行設計時，所設計結構或構件的計算可靠指標應滿足下式要求：????式中：β——所設計結構或構件的可靠指標；??????????βnom——所設計結構或構件的目標可靠指標。4.4.3??按可靠指標方法與傳統方法設計的結果有明顯差異時，應分析原因；只有當證明可靠指標方法設計結果合理后方可采用。5??作用及環境影響5.1??一般規定5.1.1??鐵路工程結構上的作用按隨時間上的變化，可分為永久作用、可變作用和偶然作用。橋涵、隧道、路基、軌道結構設計應根據具體特點規定相應的作用。5.1.2??結構上的各種作用在時間和空間上相互獨立時，每一種作用可分別作為單個作用；某些作用密切相關且有可能同時以最大值出現時，可將這些作用一起作為單個作用。5.1.3??鐵路工程結構極限狀態設計應根據結構特性和在結構上可能同時出現的作用，取最不利作用組合進行設計。組合值系數宜按本標準附錄A.4的方法確定。5.1.4??鐵路工程結構設計應考慮結構上可能出現的各種作用和環境影響。5.2??作用的設計參數5.2.1??鐵路工程結構上的作用隨時間的變化規律宜采用隨機過程概率模型描述，并應符合下列規定：????1??對永久作用，在結構可靠性設計中可采用隨機變量的概率模型。????2??對可變作用，在作用組合中可采用簡化的隨機過程概率模型。在確定可變作用的代表值時可采用將設計基準期內最大值(或最小值)作為隨機變量的概率模型。????3??作用概率分布模型及其參數應根據適量的實際觀測或試驗檢驗數據統計分析確定。5.2.2??鐵路工程結構設計在不同作用組合下應采用相應的作用代表值。永久作用應采用標準值作為唯一代表值，永久作用的標準值和概率分布可按本標準附錄B.1的方法確定。可變作用應采用標準值、組合值、頻遇值和準永久值作為代表值。5.2.3??可變作用的標準值可采用其設計基準期或設計狀況持續期內極大值(或極小值)概率分布的某一分位值。作用的增大對結構不利時，可取其極大值概率分布的某一高分位值；作用的減小對結構不利時，可取其極小值概率分布的某一低分位值；觀測數據不充分時，可變作用的標準值也可根據工程經驗通過分析判斷確定。可變作用的概率分布和準永久值、頻遇值及組合值可按本標準附錄B.2的方法確定。5.2.4??對偶然作用，應采用偶然作用的設計值。偶然作用的設計值應根據有關標準確定，也可根據觀測和試驗數據以及工程經驗綜合分析確定。5.2.5??對地震作用，應采用地震作用的標準值。地震作用的標準值應根據地震作用的重現期確定。5.2.6??鐵路工程結構上的作用效應采用作用的函數式表達時，應根據試驗、計算或經驗確定其計算模型不定性系數。5.3??列車豎向作用5.3.1??鐵路列車豎向作用標準值應根據線路類型按表5.3.1確定。5.3.2??有通過長大車輛要求的鐵路工程結構，除應按本標準表5.3.1規定的作用進行設計外，尚應按長大重車檢算圖式(如圖5.3.2所示)進行檢算。5.3.3??鐵路列車豎向作用效應標準值，應在考慮動力效應基礎上，按鐵路列車荷載圖式在結構驗算部位最不利情況加載確定。5.3.4??鐵路列車作用效應概率分布可按本標準附錄B.3的方法確定。5.4??環境影響5.4.1??鐵路工程結構設計，應在結構選材、材料規格、結構構件設計、構造要求中考慮環境對材料性能退化、結構耐久性降低等影響。5.4.2??環境影響可用概率模型描述，也可采用單一環境對結構影響的分級描述，或若干環境影響的組合效應分級描述，并在設計中采取相應的技術措施。6??材料和巖土的性能及幾何參數6.1??材料和巖土的性能6.1.1??材料性能宜采用隨機變量概率模型描述。材料性能的統計參數和概率分布類型，應以實測或試驗數據為基礎，運用參數估計和概率分布的假設檢驗方法確定，檢驗的顯著性水平α可取0.05。6.1.2??材料強度隨機變量的概率分布類型宜采用正態分布或對數正態分布。6.1.3??材料物理力學性能的標準值應按規定的測試方法選取材料性能總體分布中的某一分位值確定，并宜符合下列規定：????1??材料強度，宜取概率分布的0.05分位值；????2??鋼材疲勞強度，宜取概率分布的0.023分位值；????3??材料彈性模量、泊松比等物理性能，宜取概率分布的0.5分位值；????4??試驗數據不足時，材料性能的標準值，可采用有關標準的規定值，也可根據工程經驗，經分析判斷確定。6.1.4??材料性能可通過標準試件試驗結果確定，試驗應考慮下列情況：????1??實際結構與標準試件、實際工作條件與標準試驗條件的差別；????2??實際結構與標準試件材料性能的關系，應考慮尺寸、時變、溫度、濕度等影響因素，根據相應的對比試驗結果通過換算系數或函數反映；????3??結構中材料性能的不定性應考慮標準試件材料性能的不定性、換算系數或函數的不定性。6.1.5??巖土性能宜根據試驗結果采用隨機變量概率模型來描述，也可采用多變量正態分布。巖土性能標準值應按下列方法確定：????1??根據概率分布的某一分位值確定；????2??試驗數據不足、從有關標準或研究成果中可得到參數的上限、下限時，可用簡化概率分布方法或3σ法(σ為標準差)近似確定參數的均值和標準差。6.1.6??通過原位測試、室內試驗等直接或間接方法確定巖土性能指標和地基、樁基承載力等指標時，應考慮樣品擾動、室內外試驗條件與實際工程結構條件的差別以及所采用公式誤差等因素的影響。6.2??幾何參數6.2.1??結構或構件的幾何參數a宜采用隨機變量概率模型描述，其慨率分布類型應運用參數估計和概率分布的假設檢驗方法確定。6.2.2??測試數據不足時，幾何參數的統計參數可根據有關標準中規定的公差，經分析判斷確定。6.2.3??幾何參數的變異性對結構抗力及其他性能的影響很小時，幾何參數的標準值可采用設計規定的名義值。7??結構分析和試驗輔助設計7.1??一般規定7.1.1??結構分析應包括作用效應和抗力以及其他性能分析。作用效應和抗力不能明確區分時，可按照作用的有利和不利情況分別對結構進行分析。7.1.2??結構分析可采用理論計算、模型試驗、原型試驗或將上述方法相結合的方法。7.1.3??結構理論計算應根據結構類型、材料性能和受力特點等因素，采用線性或非線性分析方法，并應符合下列規定：????1??結構性能始終處于彈性狀態時，應采用彈性理論進行結構分析；????2??結構在達到極限狀態前處于彈塑性狀態時，宜采用彈塑性理論進行結構分析；????3??結構在達到極限狀態前能夠產生足夠的塑性變形，且所承受的不是多次重復的作用時，宜采用塑性理論進行結構分析；????4??結構的承載力由脆性破壞或穩定控制時，不應采用彈塑性理論分析。7.1.4??動力作用對結構產生較大影響時，應對結構進行動力響應分析。7.1.5??結構分析的精度應能滿足結構設計要求，必要時應進行試驗驗證。7.1.6??鐵路工程結構存在下列情況之一時，可進行試驗輔助設計：????1??缺乏理論模型或足夠的數據，不能按現行方法處理；????2??計算參數或計算結果不能正確反映實際條件；????3??使用新型結構或構件、新材料或建立新設計公式；????4??確認設計中的控制性假設。7.2??結構及構件分析模型7.2.1??結構分析采用的基本假定和計算模型，應能合理描述所考慮極限狀態下的結構反應。7.2.2??根據結構的具體情況，可采用一維、二維或者三維計算模型進行結構分析。7.2.3??結構分析模型與實際狀況之間的差異，可通過結構極限狀態方程中的模型不定性系數加以調整。7.2.4??在不能利用統計分析確定作用參數時，應給出作用參數的上下限范圍，并通過比較確定對結構不利作用的取值。7.2.5??動力作用可被認為是擬靜力作用時，可通過把動力作用分析結果包括在靜力作用中或對靜力作用乘以等效動力放大系數等方法，來考慮動力作用效應。7.2.6??動力作用引起的動力響應使結構有可能超過正常使用極限狀態的限值時，應根據實際情況構建模型對結構進行正常使用極限狀態驗算。7.2.7??鐵路工程結構構建疲勞作用模型時，應按照下列特征之一確定其參數：????1??完整的應力幅歷程；????2??應力幅以及相應的循環次數。7.3??試驗輔助設計7.3.1??試驗輔助設計可根據需要進行下列試驗：????1??確定作用或作用效應的試驗；????2??用規定的實驗方法獲得材料、巖土性能的試驗；????3??在給定荷載條件下，直接確定結構或構件極限承載力或使用性能的試驗；????4??結構或模型整體試驗。7.3.2??試驗前應制定一個符合相關技術標準的試驗方案，選擇的試驗環境和加載順序應能正確預測實際結構的性能。原型試驗宜做到與實際結構的幾何尺寸、作用和環境條件等相符；模型試驗中模型的相似性和邊界條件等應能反映結構設計的極限狀況。7.3.3??以試驗結果為基礎進行設計時，應考慮實際構件質量控制、尺寸效應、時間效應、邊界條件、工藝條件、環境條件等與試驗的差異。7.3.4??采用試驗輔助設計的結構，應達到相關設計狀況采用的可靠性水平。8??分項系數設計方法8.1??一般規定8.1.1??分項系數可分為作用分項系數和抗力分項系數。8.1.2??分項系數宜根據有關基本變量的概率分布和統計參數及規定的可靠指標，通過計算分析，并結合工程經驗，經優化確定。缺乏統計數據時，可根據傳統的或經驗的設計方法，采用有關標準規定的分項系數。8.1.3??鐵路工程橋涵結構列車荷載作用分項系數宜取1.4～1.5。8.2??基本變量的設計值8.2.1??鐵路工程結構作用F的設計值Fd可由下式確定：????式中：Fr——作用的代表值；??????????γF——作用的分項系數。8.2.2??材料或產品性能的設計值fd可由下式確定：????式中：fk——材料或產品性能的標準值；??????????γM——材料或產品性能的分項系數，考慮模型不定性和(或)幾何參數偏差等影響；??????????γRd——抗力模型不定性系數，一般取1.0；??????????γm——材料或產品性能的分項系數。8.2.3??幾何參數的設計值確定應符合下列規定：????1??幾何參數的設計值可采用名義值表達：????式中：ad——幾何參數的設計值；??????????anom——幾何參數的標準值或名義值。????2??幾何參數的變異性對構件可靠度有重要影響時，幾何參數的設計值可通過下式確定：????式中：ad——幾何參數的設計值，代表幾何缺陷時，anom＝0，△a≠0；??????????△a——幾何參數的附加量。考慮使用名義值(或標準值)不利偏差的可能性，或考慮數個偏差同時發生的累積效果。8.2.4??結構抗力的設計值Rd按材料性能確定時，結構抗力的設計值應按式(8.2.4-1)確定。結構抗力的設計值按巖土性能或靜力平衡確定時，結構抗力的設計值也可按式(8.2.4-2)確定：????式中：R(·)——抗力R的代表函數，括號內為該函數式的參變量。8.3??承載能力極限狀態8.3.1??鐵路工程結構或構件按承載能力極限狀態設計應符合下列規定：????1??結構或構件(包括基礎等)破壞或過度變形的承載能力極限狀態設計，應滿足下式要求：????式中：Sd——結構作用效應設計值；??????????Rd——結構抗力設計值。????2??整個結構或其一部分作為剛體失去靜力平衡的承載能力極限狀態設計，應滿足下式要求：????式中：Sd,dst——不平衡作用效應的設計值；??????????Sd,stb——平衡作用效應的設計值。8.3.2??鐵路工程結構重要性系數γ0，應按表8.3.2采用。8.3.3??鐵路工程結構按承載能力極限狀態設計的作用組合可采用基本組合、偶然組合和地震組合。8.3.4??持久設計狀況和短暫設計狀況可采用作用的基本組合，作用效應設計值的計算應符合下列規定：????1??作用效應設計值按下式確定：????式中：γsd——計算模型不定性系數，可取1.0；??????????γGi——第i個永久作用的分項系數；??????????Gki——第i個永久作用的標準值；??????????γQ1——主導可變作用的分項系數；??????????Qk1——主導可變作用的標準值；??????????γQj——第j個其他可變作用的分項系數；??????????γL1、γLj——第1個和第j個考慮結構設計使用年限的荷載調整系數，應按有關規定采用，對設計使用年限與設計基準期相同的結構，可取1.0；??????????ψcj——第j個可變作用的組合值系數；??????????Qkj——第j個其他可變作用(荷載)的標準值。????2??作用效應與作用可用線性關系表達時，作用效應設計值可按下式確定：????式中：SGki——第i個永久作用標準值效應；??????????SQk1——主導可變作用標準值效應；??????????SQkj——第j個其他可變作用標準值效應。8.3.5??偶然設計狀況應采用作用的偶然組合，作用效應設計值的計算應符合下列規定：????1??作用效應設計值可按下式確定：????式中：Ad——偶然作用的設計值；??????????ψf1——主導可變作用的頻遇值系數；??????????ψq1、ψqj——主導可變作用和其他可變作用的準永久值系數。????2??作用效應與作用可用線性關系表達時，作用效應設計值可按下式確定：8.3.6??地震設計狀況應采用作用的地震組合，作用效應設計值的計算應符合下列規定：????1??地震組合的作用效應設計值宜根據重現期為475年的地震作用確定，其效應設計值應符合下列規定：????????1)作用效應設計值宜按下式確定：????式中：γⅠ——地震作用重要性系數，應符合現行國家標準《鐵路工程抗震設計規范》GB?50111的規定；??????????AEk——根據重現期為475年的地震作用(基本烈度)確定的地震作用的標準值。????????2)作用與作用效應可用線性關系表達時，作用效應設計值可按下式計算：????2??地震組合的作用效應設計值，也可根據重現期大于或小于475年的地震作用確定，并應符合有關抗震設計標準的規定。????3??當采用減隔震設計時，應考慮減隔震裝置對作用效應的影響。8.3.7??設計中應采用不同的分項系數來考慮永久作用的有利和不利影響。當永久作用對結構或構件的承載力起有利情況時，永久作用分