1.0.1 為了統(tǒng)一公路工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則，使公路工程各類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、適用耐久、經(jīng)濟(jì)合理的要求，制定本標(biāo)準(zhǔn)。

1.0.2 本標(biāo)準(zhǔn)適用于公路橋梁整體結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)構(gòu)件，高速、一級(jí)和二級(jí)公路路面等結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，也適應(yīng)于結(jié)構(gòu)的施工階段及使用階段。其他道路工程結(jié)構(gòu)可參照?qǐng)?zhí)行。

1.0.3 本標(biāo)準(zhǔn)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB 50153-92的基本原則編制。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的設(shè)計(jì)原則和方法是編制公路工程各類結(jié)構(gòu)規(guī)范應(yīng)遵守的共同準(zhǔn)則。

1.0.4 結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率稱為結(jié)構(gòu)可靠度。

1.0.5 公路工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期T應(yīng)采用：橋梁結(jié)構(gòu)100年；水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)不大于30年，瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)不大于15年。

1.0.6 公路工程結(jié)構(gòu)必須符合下列功能要求：

1 在正常施工和正常使用時(shí)，能承受可能出現(xiàn)的各種作用；
2 在正常使用時(shí)，具有良好的工作性能；
3 在正常維護(hù)下，具有足夠的耐久性能；
4 在預(yù)計(jì)的偶然事件發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，仍能保持必需的整體穩(wěn)定性。

1.0.7 公路工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)安全等級(jí)，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果的嚴(yán)重程度劃分為三個(gè)等級(jí)，并應(yīng)符合表1.0.7的規(guī)定。

表1.0.7 公路工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)安全等級(jí)

對(duì)于有特殊要求的公路工程結(jié)構(gòu)，其安全等級(jí)可根據(jù)具體情況另行確定。

1.0.8 同一技術(shù)等級(jí)公路的路面結(jié)構(gòu)宜取相同的安全等級(jí)；當(dāng)必要時(shí)部分地段的設(shè)計(jì)安全等級(jí)可降低一級(jí)。公路橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級(jí)宜與整體結(jié)構(gòu)相同；當(dāng)必要時(shí)也可作部分調(diào)整，但調(diào)整后的級(jí)差不得超過(guò)一級(jí)。

1.0.9 公路工程結(jié)構(gòu)均應(yīng)具有規(guī)定的可靠度。在勘察、設(shè)計(jì)、施工及使用階段應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)可靠度進(jìn)行有效的質(zhì)量管理和控制；相應(yīng)的規(guī)范應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)的要求對(duì)質(zhì)量管理和控制作出具體規(guī)定。

 

條文說(shuō)明

1 總則

1.0.1 以往，我國(guó)公路工程結(jié)構(gòu)曾采用過(guò)多種設(shè)計(jì)方法，不論它們屬于彈性理論的還是非彈性理論的，都把影響結(jié)構(gòu)可靠性的各種參數(shù)視為確定性的量，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全系數(shù)一般依據(jù)經(jīng)驗(yàn)或主要依據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。這些方法統(tǒng)稱為“定值設(shè)計(jì)法”。然而，影響結(jié)構(gòu)可靠性的諸如荷載、材料性能、結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)等因素，無(wú)一不是隨機(jī)變化的不確定的量。《公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡(jiǎn)稱《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》）引入了結(jié)構(gòu)可靠性理論，把影響結(jié)構(gòu)可靠性的各種因素均視為隨機(jī)性變量，以大量調(diào)查實(shí)測(cè)資料和試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)的方法，尋求各隨機(jī)性變量的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，確定結(jié)構(gòu)的失效概率（或可靠度）來(lái)度量結(jié)構(gòu)的可靠性。這種方法可稱為“可靠度設(shè)計(jì)法”。用于結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)也可稱為“概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法”。制訂《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》的一個(gè)主要意義就在于它提供的原則和方法，把我國(guó)公路工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由長(zhǎng)期沿用的、不甚合理的“定值設(shè)計(jì)法”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法”，即在度量結(jié)構(gòu)可靠性上由經(jīng)驗(yàn)方法轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)用統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)的方法。這無(wú)疑是設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)理論的一大進(jìn)步，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更符合客觀實(shí)際情況。

1.0.2 本條規(guī)定的適用范圍，僅指結(jié)構(gòu)目標(biāo)可靠指標(biāo)而言。公路橋梁和路面結(jié)構(gòu)（這里指水泥混凝土路面和瀝青混凝土路面）都曾經(jīng)進(jìn)行過(guò)結(jié)梅可靠性研究，《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的目標(biāo)可靠指標(biāo)就是經(jīng)研究得到的。沒(méi)有參與可靠性研究的其他類型的結(jié)構(gòu)，則不能普遍地適用。作為公路工程結(jié)構(gòu)之一的路基（路堤穩(wěn)定和沉降）也曾做了可靠性研究，做了大量調(diào)查實(shí)測(cè)試驗(yàn)分析工作，求得了結(jié)構(gòu)的目標(biāo)可靠指標(biāo)。但由于路基屬巖土工程，具有很強(qiáng)的區(qū)域特點(diǎn)，情況非常復(fù)雜，目前尚很難取得適用于全國(guó)的目標(biāo)可靠指標(biāo)值。所以在《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》審查會(huì)上專家意見(jiàn)，暫不列入路基的目標(biāo)可靠指標(biāo)，作為參考資料寫(xiě)進(jìn)條文說(shuō)明中。

除結(jié)構(gòu)的目標(biāo)可靠指標(biāo)外，本標(biāo)準(zhǔn)在各章節(jié)中所體現(xiàn)的一些基本原則，例如，結(jié)構(gòu)可靠性的分析方法，極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則和表達(dá)式，結(jié)構(gòu)作用和抗力的有關(guān)規(guī)定，結(jié)構(gòu)分析與試驗(yàn)的要求，質(zhì)量控制準(zhǔn)則等，對(duì)于所有公路工程結(jié)構(gòu)都是適用的，也適用于結(jié)構(gòu)的施工階段及使用階段。這些基本原則對(duì)于其他道路工程結(jié)構(gòu)也是適用的。

1.0.3 長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)公路工程結(jié)構(gòu)即使是同類結(jié)構(gòu)，在一些設(shè)計(jì)原則上也存在不統(tǒng)一的問(wèn)題，尤其表現(xiàn)在公路橋梁設(shè)計(jì)上。例如：不同材料結(jié)構(gòu)其設(shè)計(jì)理論和方法不統(tǒng)一；不同材料結(jié)構(gòu)其荷載效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)和組合系數(shù)不統(tǒng)一；材料性能代表值的取值原則不統(tǒng)一；極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式不統(tǒng)一，等等。這就給設(shè)計(jì)人員的應(yīng)用和理解造成困難，特別在進(jìn)行不同材料的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)更是如此?！督y(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》作為編制公路工程結(jié)構(gòu)規(guī)范的指導(dǎo)性文件，為新一代規(guī)范制定了一個(gè)共同遵守的準(zhǔn)則，使同類規(guī)范多年來(lái)未能統(tǒng)一的諸多問(wèn)題，可望在《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》的基礎(chǔ)上逐步實(shí)現(xiàn)基本統(tǒng)一。這必將對(duì)提高設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量，促進(jìn)規(guī)范的合理性和先進(jìn)性起到直接的推動(dòng)作用。

1.0.4 本條給出了結(jié)構(gòu)可靠度的定義。定義中所說(shuō)的“規(guī)定的時(shí)間”是指結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期；“規(guī)定的條件”是指正常設(shè)計(jì)、正常施工和正常使用，更具體地說(shuō)是指具備了本章1.0.9條要求的條件，人為的過(guò)失在結(jié)構(gòu)可靠度中是不被考慮的；“預(yù)定功能”則隨各類結(jié)構(gòu)而異，例如對(duì)于公路橋梁結(jié)構(gòu)是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度、變形、抗裂度等；對(duì)于路面是指疲勞斷裂或表面最大彎沉和層底最大彎拉應(yīng)力，總之預(yù)定功能是指結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性，也可統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。由此可見(jiàn)，結(jié)構(gòu)可靠度就是度量結(jié)構(gòu)完成預(yù)定功能的概率。它是建立在統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上并經(jīng)計(jì)算分析確定的，能給結(jié)構(gòu)可靠性以統(tǒng)一定量的描述。

1.0.5 以可靠性理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)都需有一個(gè)確定的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期。例如，在結(jié)構(gòu)可靠度分析中，公路橋梁的可變荷載一般是按隨機(jī)過(guò)程概率模型來(lái)描述的，隨機(jī)過(guò)程的時(shí)間域一般就取為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期；路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定的設(shè)計(jì)累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)也可視為時(shí)間參數(shù)。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期只是結(jié)構(gòu)可靠度計(jì)算的一個(gè)參考時(shí)間坐標(biāo)，可結(jié)合結(jié)構(gòu)使用壽命的要求適當(dāng)選定。但設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期不能簡(jiǎn)單地理解為結(jié)構(gòu)的使用壽命，兩者是有聯(lián)系而不全等同。當(dāng)結(jié)構(gòu)的使用年限越過(guò)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期時(shí)，表明它的可靠指標(biāo)將可能低于目標(biāo)可靠指標(biāo)，而不是結(jié)構(gòu)全部報(bào)廢。

公路橋梁的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期統(tǒng)一取為100年，這是根據(jù)我國(guó)公路橋梁使用現(xiàn)狀和以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)確定的。國(guó)際橋梁的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期多取80～120年，我國(guó)取100年也屬適中時(shí)域。車輛荷載的統(tǒng)計(jì)分析表明，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期定為100年時(shí)，該荷載效應(yīng)最大值分布的0.95分位值接近于現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值。人群荷載也有如此結(jié)論。這說(shuō)明公路橋梁設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期選為100年，就可避免規(guī)范主要荷載的取值出現(xiàn)過(guò)大的變動(dòng)，對(duì)保持今后設(shè)計(jì)的連續(xù)性是有利的。一般認(rèn)為，橋梁的大小和重要程度不同應(yīng)給予不同的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期。但如果給出不同的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，就有不同的荷載統(tǒng)計(jì)參數(shù)及其代表值，這樣不但給統(tǒng)計(jì)分析工作和設(shè)計(jì)使用帶來(lái)麻煩，也增加了規(guī)范表達(dá)的復(fù)雜性，是不可取的?！督y(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》采用了統(tǒng)一的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，而以不同的結(jié)構(gòu)安全等級(jí)去體現(xiàn)不同狀況的橋梁在可靠度上的差異。

水泥混凝土路面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期規(guī)定不大于30年是與現(xiàn)行《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ 012-94相適應(yīng)的。具體地說(shuō)，高速公路和一級(jí)公路路面確定為30年，相當(dāng)于現(xiàn)行規(guī)范按交通等級(jí)劃分的“特重”和“重”的設(shè)計(jì)使用年限；二級(jí)公路路面取為20年，則與交通等級(jí)“中等”和“輕”的設(shè)計(jì)使用年限相對(duì)應(yīng)。為了統(tǒng)一起見(jiàn)，水泥混凝土路面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期由原規(guī)范按交通等級(jí)劃分改為按交通功能等級(jí)劃分。

瀝青混凝土路面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期不大于15年也基本沿用現(xiàn)行的《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ 014-97設(shè)計(jì)年限的規(guī)定，高速公路和一級(jí)公路路面采用15年；二級(jí)公路路面采用12年。

1.0.7 本條對(duì)結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)做出了規(guī)定。這是為滿足公路工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和現(xiàn)實(shí)需要而首次提出的，表明處于不同情況的同類結(jié)構(gòu)其可靠度應(yīng)有的差異。

公路橋梁結(jié)構(gòu)按其重要性和跨徑大小及破壞后果的影響程度劃分為三個(gè)安全級(jí)別，每一級(jí)都有其相應(yīng)的目標(biāo)可靠指標(biāo)。二級(jí)用于大橋、中橋與重要的小橋，它的目標(biāo)可靠指標(biāo)相當(dāng)于按現(xiàn)行規(guī)范“校準(zhǔn)”的可靠度水平。安全等級(jí)一級(jí)用于特大橋與重要大橋；三級(jí)用于小橋與涵洞。它們的目標(biāo)可靠指標(biāo)相應(yīng)于100年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)在二級(jí)基礎(chǔ)上增加或減小約一個(gè)數(shù)量級(jí)（其值為0.5）。在設(shè)計(jì)中從結(jié)構(gòu)可靠度的角度考慮，可按現(xiàn)行的《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JTJ 01-97單孔跨徑判定現(xiàn)實(shí)中的特大橋，大、中、小橋。對(duì)于多跨不等跨橋梁，以其中最大跨徑為準(zhǔn)。設(shè)計(jì)工程師也可根據(jù)橋梁的具體情況，按照自己的經(jīng)驗(yàn)確定安全級(jí)別。表1.0.7中冠以“重要”的大橋和小橋，一般系指高速公路上、城市附近交通繁忙的城郊公路上以及國(guó)防公路上的橋梁。

路面結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)基本按設(shè)計(jì)要求劃分。水泥混凝土路面分為三個(gè)安全等級(jí)，與現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的在各交通等級(jí)作用下計(jì)算荷載疲勞應(yīng)力相對(duì)應(yīng)。安全等級(jí)一級(jí)相應(yīng)于“特重”，用于高速公路；二級(jí)、三級(jí)分別對(duì)應(yīng)于“重”、“中等”，用于一級(jí)公路和二級(jí)公路。瀝青路面的安全等級(jí)則與現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算容許彎沉值的分級(jí)相適應(yīng)。

1.0.9 為了確保公路工程結(jié)構(gòu)具有規(guī)定的可靠度，本條規(guī)定了對(duì)結(jié)構(gòu)工程從勘察、設(shè)計(jì)、施工直到使用的全過(guò)程都要進(jìn)行有效的質(zhì)量管理和控制，并按本標(biāo)準(zhǔn)第8章的要求對(duì)質(zhì)量管理和控制在各相應(yīng)的規(guī)范中作出具體的規(guī)定。這樣，就能使設(shè)計(jì)規(guī)范與其他規(guī)范得以在《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》統(tǒng)一要求下相互配套，設(shè)計(jì)預(yù)期的可靠度可通過(guò)上述的質(zhì)量管理和控制在工程的各個(gè)環(huán)節(jié)得到保證。

本條的規(guī)定突出地表明，結(jié)構(gòu)可靠度不是僅對(duì)設(shè)計(jì)而言，而是對(duì)整體工程全過(guò)程而言的。這是它的一個(gè)主要特點(diǎn)。