GB 50216-2019 鐵路工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準

UDC

中華人民共和國國家標準

GB502162019

鐵路工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準

Unifiedstandardforreliabilitydesignof

railwaystructures

人人文庫專用

20192211發(fā)布20200106實施

統(tǒng)一書號：155182·0610

中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部

定價：26.00元聯(lián)合發(fā)布

國家市場監(jiān)督管理總局

中華人民共和國國家標準

鐵路工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準

Unifiedstandardforreliabilitydesignof

railwaystructures

GB50216-2019

主編部門國家鐵路局

：

批準部門中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部

：

施行日期年月日

：202061

人人文庫專用

中國計劃出版社

2019北京

中華人民共和國國家標準

鐵路工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準

GB50216-2019

☆

中國計劃出版社出版發(fā)行

網址

：

地址北京市西城區(qū)木樨地北里甲號國宏大廈座層

：11C3

郵政編碼電話發(fā)行部

：100038：（010）63906433（）

北京市科星印刷有限責任公司印刷

印張千字

850mm×1168mm1/324.25106

年月第版年月第次印刷

202041202041

☆

人人文庫專用統(tǒng)一書號

：155182·0610

定價元

：26.00

版權所有侵權必究

侵權舉報電話

：（010）63906404

如有印裝質量問題請寄本社出版部調換

，

中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部公告

2019年第322號

住房和城鄉(xiāng)建設部關于發(fā)布國家標準

鐵路工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準的公告

《》

現(xiàn)批準鐵路工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準為國家標準編

《》，

號為自年月日起實施其中第

GB50216—2019，202061。，

條為強制性條文必須嚴格執(zhí)行原鐵路工程結構

3.2.1、3.3.1，。《

可靠度設計統(tǒng)一標準同時廢止

》（GB50216—94）。

本標準在住房和城鄉(xiāng)建設部門戶網站

（）

公開并由住房和城鄉(xiāng)建設部標準定額研究所組織中國計劃出版社

，

出版發(fā)行

。

中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部

人人文庫專用2019年11月22日

前言

根據住房和城鄉(xiāng)建設部關于印發(fā)年工程建設標準規(guī)

《〈2015

范制訂修訂計劃的通知建標號要求標準編制組

、〉》（〔2014〕189），

經過廣泛調查研究認真總結經驗參考有關國際標準和國外先進

，，

標準并在廣泛征求意見的基礎上對國家標準鐵路工程結構可

，，《

靠度設計統(tǒng)一標準進行了全面修訂

》GB50216—94。

本標準的主要技術內容是總則術語和符號基本規(guī)定極限

：、、、

狀態(tài)設計原則作用及環(huán)境影響材料和巖土的性能及幾何參數

、、、

結構分析和試驗輔助設計分項系數設計方法可靠性管理及評

、、

定等

。

本標準修訂的主要技術內容是適用范圍調整為鐵路橋涵

：1.、

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

、、

評定增加了評估使用年限疲勞極限狀態(tài)分位值特征值巖

。2.、、、、

土作用環(huán)境影響等術語刪除了脆性破壞延性破壞疲勞承載能

、，、、

力極限狀態(tài)疲勞正常使用極限狀態(tài)等常識性或不再使用的術語

、。

完善了鐵路工程結構的安全等級劃分和設計使用年限給出了

3.，

工程結構可靠性水平的設置耐久性和維護的原則性規(guī)定細

、。4.

化和完善了極限狀態(tài)的分類明確了鐵路工程結構按承載能力極

，

限狀態(tài)正常人人文庫專用使用極限狀態(tài)和疲勞極限狀態(tài)進行設計增加了地

、。

震設計狀況的分類給出了基于可靠指標設計的原則性規(guī)定

，。

增加了列車豎向作用的相關規(guī)定完善了材料性能的取值要

5.。6.

求明確了巖土性能標準值的確定方法增加了試驗輔助設計

，。7.

的相關規(guī)定增加了鐵路橋涵結構列車荷載作用分項系數的取

。8.

值規(guī)定完善了結構抗力和作用效應設計值的計算式補充規(guī)定了

，，

結構重要性系數的取值明確了全壽命周期的質量管理增加

。9.，

·1·

了既有結構可靠性評定的原則性要求

。

本標準中以黑體字標志的條文為強制性條文必須嚴格執(zhí)行

，。

本標準由住房和城鄉(xiāng)建設部負責管理和對強制性條文的解釋

，

由中國鐵道科學研究院集團有限公司負責具體技術內容的解釋

。

執(zhí)行過程中如有意見或建議請寄送中國鐵道科學研究院集團有限

，

公司地址北京市海淀區(qū)大柳樹路號郵政編碼

（：2，：100081）。

本標準主編單位中國鐵道科學研究院集團有限公司

：

本標準參編單位中國鐵路經濟規(guī)劃研究院有限公司

：

中鐵第一勘察設計院集團有限公司

中國中鐵二院工程集團有限責任公司

中國鐵路設計集團有限公司

中鐵第四勘察設計院集團有限公司

中鐵工程設計咨詢集團有限公司

本標準主要起草人員劉曉光潘永杰張玉玲徐升橋

：

周詩廣楊常所余鵬許國平

王仲錦林傳年劉華杜寶軍

費建波蘇偉葛建軍高策

高志偉趙東平羅一農孫立

蔣函珂周勇政簡方梁陳瀟

霍建勛喬晉飛

本標準主要審查人員李承根史志華薛吉崗劉燕

：

楊鵬健江成趙萬強王召祜

李安洪吳少海張紅旭周四思

人人文庫專用

曾長賢郜永杰杜文山柳墩利

李紋京季文玉楊劍宋玉香

楊彥海范佳劉建瑞吳川

朱爾玉徐偉韓曉強王偉華

盧朝輝

·2·

目次

總則…………………

1（1）

術語和符號………………

2（2）

術語……………………

2.1（2）

符號……………………

2.2（7）

基本規(guī)定…………………

3（11）

基本要求………………

3.1（11）

安全等級和可靠度………

3.2（11）

設計使用年限耐久性和維護……………

3.3、（13）

極限狀態(tài)設計原則………

4（14）

極限狀態(tài)………………

4.1（14）

設計狀況………………

4.2（15）

極限狀態(tài)設計……………

4.3（15）

基于可靠指標的設計……

4.4（17）

作用及環(huán)境影響…………

5（18）

一般規(guī)定………………

5.1（18）

作用的設計參數…………

5.2（18）

列車豎向作用……………

5.3（19）

環(huán)境影人人文庫專用響………………

5.4（21）

材料和巖土的性能及幾何參數…………

6（22）

材料和巖土的性能………

6.1（22）

幾何參數………………

6.2（23）

結構分析和試驗輔助設計………………

7（24）

一般規(guī)定………………

7.1（24）

結構及構件分析模型……

7.2（25）

·1·

試驗輔助設計……………

7.3（25）

分項系數設計方法………

8（27）

一般規(guī)定………………

8.1（27）

基本變量的設計值………

8.2（27）

承載能力極限狀態(tài)………

8.3（28）

正常使用極限狀態(tài)………

8.4（31）

疲勞極限狀態(tài)……………

8.5（32）

可靠性管理及評定………

9（35）

可靠性管理……………

9.1（35）

可靠性評定……………

9.2（35）

附錄結構可靠性分析方法………………

A（36）

附錄作用參數和概率分布的確定………

B（44）

附錄質量管理……………

C（48）

附錄既有鐵路工程結構的可靠性評定…

D（51）

本標準用詞說明………………

（58）

引用標準名錄…………………

（59）

附條文說明…………………

：（61）

人人文庫專用

·2·

Contents

………

1Generalprovisions（1）

………

2Termsandsymbols（2）

…………………

2.1Terms（2）

………………

2.2Symbols（7）

………

3Basicrequirements（11）

…………

3.1Basicprinciples（11）

………………

3.2Safetyclassandreliability（11）

…………

3.3Designworkinglife，durabilityandmaintenance（13）

…………

4Principlesoflimitstatesdesign（14）

……………

4.1Limitstates（14）

…………

4.2Designsituation（15）

………

4.3Limitstatedesign（15）

………………

4.4Designmethodsbasedonreliabilityindex（17）

………

5Actionsonstructuresandenvironmentalinfluences（18）

……

5.1Generalrequirements（18）

……………

5.2Designparametersofactions（18）

………………

5.3Trainload（19）

人人文庫專用………………

5.4Environmentalinfluences（21）

6Materialproperties，geotechnicalpropertiesand

…………………

geometricalparameters（22）

……

6.1Materialandgeotechnicalproperties（22）

…………………

6.2Geometricalparameters（23）

……

7Structuralanalysisanddesignassistedbytesting（24）

……

7.1Generalrequirements（24）

·3·

……

7.2Structuralmodelling（25）

………………

7.3Designassistedbytesting（25）

…………

8Methodofpartialfactordesign（27）

……

8.1Generalrequirements（27）

…………

8.2Designvaluesofbasicvariables（27）

……

8.3Ultimatelimitstates（28）

………………

8.4Serviceabilitylimitstates（31）

………

8.5Fatiguelimitstates（32）

………………

9Reliabilitymanagementandassessment（35）

…………………

9.1Reliabilitymanagement（35）

……

9.2Reliabilityassessment（35）

…

AppendixAMethodofstructuralreliabilityanalysis（36）

AppendixBDeterminationonactionsandprobability

……

distribution（44）

…………

AppendixCQualitymanagement（48）

……

AppendixDAssessmentofexistingrailwaystructures（51）

…

Explanationofwordinginthisstandard（58）

……

Listofquotedstandards（59）

………

Addition：Explanationofprovisions（61）

人人文庫專用

·4·

1總則

1.0.1為統(tǒng)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(xù)發(fā)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(tài)設計方法當缺乏統(tǒng)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(guī)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(guī)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(xiàn)行有關標準的規(guī)定

。

人人文庫專用

·1·

2術語和符號

2.1術語

2.1.1可靠性

reliability

結構在規(guī)定的時間內在規(guī)定的條件下完成預定功能的

，，

能力

。

2.1.2可靠度

degreeofreliability

結構在規(guī)定的時間內在規(guī)定的條件下完成預定功能的

，，

概率

。

2.1.3失效概率

probabilityoffailure

結構在規(guī)定的時間內在規(guī)定的條件下不能完成預定功能的

，，

概率

。

2.1.4可靠指標

reliabilityindex

度量結構可靠度的數值指標可靠指標與失效概率P的關

，βf

--

系為=-Φ1P其中Φ1為標準正態(tài)分布函數的反函數

β（f），（·）。

2.1.5設計使用年限

designworkinglife

正常使用和維護條件下設計規(guī)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

designreferenceperiod

為確定可人人文庫專用變作用等的取值而選用的時間參數

。

2.1.7評估使用年限

assessedworkinglife

可靠性評定所預估的既有結構在規(guī)定條件下可繼續(xù)使用的

年限

。

2.1.8安全等級

safetyclass

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·

2.1.9設計狀況

designsituation

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(tài)

。

2.1.10極限狀態(tài)

limitstate

結構或構件超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計規(guī)定的某一功

能要求此特定狀態(tài)為該功能的極限狀態(tài)

，。

2.1.11極限狀態(tài)方程

limitstateequation

結構或構件處于極限狀態(tài)時各有關基本變量的關系式

，。

2.1.12承載能力極限狀態(tài)

ultimatelimitstate

結構或構件達到最大承載力或產生不適于繼續(xù)承載的變形的

狀態(tài)

。

2.1.13正常使用極限狀態(tài)

serviceabilitylimitstate

結構或構件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值的

狀態(tài)

。

2.1.14可逆正常使用極限狀態(tài)

reversibleserviceability

limitstate

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(tài)可以恢復的正常使用極限狀態(tài)

。

2.1.15不可逆正常使用極限狀態(tài)

irreversibleserviceability

limitstate

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(tài)不可恢復的正常使用極限狀態(tài)

。

2.1.16疲勞人人文庫專用極限狀態(tài)

fatiguelimitstate

重復荷載作用導致結構或構件失效不適于繼續(xù)承載的極限

，

狀態(tài)

。

2.1.17結構重要性系數

importancefactorofstructure

根據結構安全等級所規(guī)定的對作用效應附加的調整系數

。

2.1.18基本變量

basicvariable

代表物理量的一組規(guī)定的變量用于表示作用和環(huán)境影響材

，、

·3·

料和巖土的性能以及幾何參數的特征

。

2.1.19功能函數

performancefunction

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

probabilitydistribution

隨機變量取值的統(tǒng)計規(guī)律一般采用概率密度函數或概率分

，

布函數表示

。

2.1.21統(tǒng)計參數

statisticalparameter

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

characteristicvalue

用統(tǒng)計方法確定的一定保證率或跨閾率下的值

。

2.1.24名義值

nominalvalue

用非統(tǒng)計方法確定的值

。

2.1.25校準法

calibrationmethod

通過對現(xiàn)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

geotechnicalaction

圍巖地人人文庫專用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

effectofaction

作用引起的結構或構件的反應

。

2.1.29作用的標準值

characteristicvalueofanaction

作用的主要代表值可根據對觀測數據的統(tǒng)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

combinationvalueofavariable

·4·

action

使組合后的作用效應的超越概率與該作用單獨出現(xiàn)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(guī)定可靠指標的作用值可通過組合值系數ψ對作用標

。（c≤1）

準值的折減來表示

。

2.1.31可變作用的頻遇值

frequentvalueofavariableac-

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(guī)定頻率內的作用值可通過頻

；。

遇值系數ψ對作用標準值的折減來表示

（f≤1）。

2.1.32可變作用的準永久值

quasi-permanentvalueofa

variableaction

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ψ對作用標準值的折減來

。（q≤1）

表示

。

2.1.33作用的代表值

representativevalueofanaction

極限狀態(tài)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

designvalueofanaction

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

（）combinationofactions（load

combination）

結構或構人人文庫專用件設計時預計可能同時出現(xiàn)的幾種不同作用效

，（

應的集合

）。

2.1.36主導可變作用

leadingvariableaction

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

characteristiccombination

正常使用極限狀態(tài)設計時采用永久作用標準值主導可變作

，、

·5·

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

frequentcombination

正常使用極限狀態(tài)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-permanentcombination

正常使用極限狀態(tài)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(huán)境影響

environmentalinfluence

環(huán)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

characteristicvalueofamaterial

property

符合規(guī)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

designvalueofamaterialprop-

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

characteristicvalueofageomet-

ricalparameter

設計規(guī)定的幾何參數公稱值或幾何參數概率分布的某一分

位值人人文庫專用

。

2.1.45幾何參數的設計值

designvalueofageometricalpa-

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

constraintvalue

結構或構件設計時作為極限狀態(tài)標志的應力變形等的約束值

，、。

·6·

2.1.47疲勞荷載譜

fatigueloadspectrum

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

methodofequivalentconstant

amplitudestressrange

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

cumulativedamagemethod

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

：

P結構或構件失效概率的運算值

f———；

R結構或構件的抗力

———；

S結構或構件的作用效應

———