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公路工程结构可靠性设计统一标准(JTG 2120－2020 ).pdf简介：

《公路工程结构可靠性设计统一标准》（JTG 2120-2020）是中国公路工程领域的一项重要技术标准，它于2020年发布，是公路工程中结构设计和施工的重要指导依据。该标准主要目的是为了确保公路工程结构的可靠性，即在规定的使用寿命内，能够满足预定的使用功能和安全性要求。

该标准涵盖了公路工程中各类结构物的设计，包括桥梁、隧道、路面、涵洞、防护工程等，要求在设计过程中充分考虑材料性能、环境因素、施工工艺、荷载条件、耐久性等因素，通过科学的方法和技术，确保结构的可靠性、经济性、安全性。

具体内容包括结构设计的基本原则、设计方法、计算与验算、施工质量控制、监测与维护、以及结构的可靠性评估等，旨在提高公路工程的使用寿命，保障公众交通安全，同时也有利于提高工程的经济效益。

《公路工程结构可靠性设计统一标准》的实施，对于推动公路工程的标准化、科学化、精细化管理具有重要意义，有助于提升公路工程的整体质量。

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4.2.2公路工程结构设计时， 应按各自情况确定设计状况，并据此选定极限状态和 相应的结构体系、计算模式、可靠度水平、基本变量和作用组合等

1规定的四种设计状况均应进行承载能力极限状态设计； 2对持久设计状况，尚应进行正常使用极限状态设计； 3对短暂设计状况，可根据需要进行正常使用极限状态设计 4对偶然设计状况和地震设计状况，可不进行正常使用极限状态设计。 4.3.2进行承载能力极限状态设计时，应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进行正常使用极限状态设计时，可采用下列作用组合： 1标准组合，用于不可逆正常使用极限状态设计； 2频遇组合，用于可逆正常使用极限状态设计： 3准永久组合，用于长期效应是决定性因素的正常使用极限状态设计。 4.3.4对每一种作用组合，公路工程结构的设计均应采用其最不利的效应设计 值进行。 4.3.5公路工程结构的极限状态可采用下列极限状态方程来描述：

4.3.5公路工程结构的极限状态可采用下列极限状态方程来描述

式中： z或g() 结构的功能函数：

津06J103-围护结构保温构造(ZL保温系列)Z= g(X,X,, ..., X.) = 0

X,(i=1,2,…,n)——影响结构的基本变量，包括作用、环境影响、材料和岩土 性能、结构几何参量、计算模式不定性系数等随机变量。 极限状态方程中的若干变量也可组合为作用效应和结构抗力两个综合变量 此时极限状态方程可表达为：

式中：R 一结构或构件的抗力； S一作用的效应。 4.3.6公路工程结构按极限状态设计时，应以规定的可靠度满足下列要求：

式中： R 结构或构件的抗力： S——作用的效应。 4.3.6公路工程结构按极限状态设

4.3.7结构或构件宜根据规定的可靠指标，采用由作用的代表值、材料性能的标 准值、几何参量的标准值和各相应的分项系数构成的极限状态设计表达式进行设 计。

5结构上的作用和环境影响

5结构上的作用和环境影响

5.1.1公路工程结构设计时，应考虑结构上可能出现的各种作用。 5.1.2公路工程结构的作用可分为直接作用和间接作用。 5.1.3公路工程结构的各种作用，若在时间上或空间上可认为相互随机独立，则 每一种作用都可按对结构单独的作用分别考虑。若某些作用是随机相关的，且 经常以它们的最大值同时出现，则可将它们按一种作用考虑。 5.1.4公路工程结构的作用按随时间变化可分为永久作用、可变作用、偶然作用， 按空间位置变化可分为固定作用和自由作用，按对结构的反应可分为静态作用 和动态作用。

述，但对不同的情况可采用不同的方法进行简化。

1对于永久作用，在结构设计中可采用随机变量概率模型。 2对于可变作用，在结构设计中可采用随机过程概率模型。在确定可变作 用的代表值时，可采用将设计基准期内最大值作为随机变量的概率模型， 5.1.6公路工程结构应根据不同极限状态的设计要求，在相应的作用组合中对可 能同时出现的各种作用，选用不同的作用代表值，

5.2.1桥涵结构作用的统计参数和概率分布类型应以实际观测或试验数据为基 础，运用参数估计和概率分布假设检验方法确定，检验的显著水平可采用0.05 当受条件限制而统计资料不足时，也可结合工程经验分析判断确定。 5.2.2永久作用的代表值应采用标准值；可变作用的代表值应采用标准值、组合 值、频遇值和准永久值。当设计上有特殊要求时，也可规定作用的其他代表值。 5.2.3作用的代表值应按下列规定确定： 1当有充分观测数据时，桥涵结构上的作用的标准值应按设计基准期内的 最不利作用概率分布的某个统计特征值按附录A的方法确定；当有条件时，可对 各种作用统一规定该统计特征值的概率定义。 加汽车带晟

1当有充分观测数据时，桥涵结构上的作用的标准值应按设计基准期内的 最不利作用概率分布的某个统计特征值按附录A的方法确定；当有条件时，可对 各种作用统一规定该统计特征值的概率定义 2对于观测数据不充分或受政策因素影响较大的作用（如汽车荷载），其

标准值也可根据统计分析、工程经验和相关法规政策通过综合分析判断确定。 3可变作用的组合值、频遇值和准永久值可通过对可变作用的标准值分别 乘以不大于1的组合值系数、频遇值系数和准永久值系数等折减系数确定。组合 值系数、频遇值系数和准永久值系数可按附录A的方法确定。 5.2.4偶然作用的代表值可根据历史记载、现场观测和试验，并结合工程经验经 综合分析判断确定，也可根据有关标准的专门规定确定。 5.2.5地震作用的代表值宜采用地震作用的标准值，根据《公路工程抗震规范》 （JTGB02）的规定确定。 5.2.6当桥涵结构上的作用比较复杂且不能直接描述时，可根据作用形成的机 理，建立适当的数学模型来表征作用的大小、位置、方向和持续期等性质 5.2.7对自由作用应考虑各种可能的荷载布置，并与固定作用等一起作为验证结 构某特定极限状态的荷载工况， 5.2.8结构疲劳作用的变幅重复荷载历程可通过实测或模拟等方法确定

5.3.1隧道结构的作用应根据所处建设条件综合确定。对于地形地质条件复杂的 特殊隧道结构的作用，必要时应通过专题研究确定。 5.3.2松散土压力、围岩变形压力、水压力等应按永久作用考虑；变化频繁的水 压力、温度作用应按可变作用考虑；岩爆冲击、落石冲击等应按偶然作用考虑， 5.3.3隧道结构的作用统计参数和概率分布类型应以实际观测或试验数据为基 础，运用参数估计和概率分布假设检验方法确定，其检验的显著性水平可取0.05 并应符合下列规定： 1围岩松动压力及水压力标准值可按其概率分布的0.05分位值确定： 2围岩变形压力标准值可按其概率分布的0.15分位值确定； 3围岩弹性抗力作用标准值可按其概率分布的0.5分位值。 5.3.4作用于隧道结构的外水压力，高于静水压力设计值的部分可按可变作用考 虑。 5.3.5爆炸作用、岩爆冲击及落石冲击等偶然作用应采用其设计值，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对于地震作用，应按《公路工程抗震设计规范》 （JTGB02）的规定采用 其标准值。

5.4.1汽车荷载的空间位置变化可用轮迹横向分布来描述。时间变化可用车辆的 月调节系数等表征。

5.4.2路面结构按疲劳设计时，其作用应按下列规定取用：

1汽车荷载可用设计轴载和重复作用次数二个参数表征。 2温度、湿度等间接作用的代表值GB 14523-1993 建筑材料着火性能试验方法，宜考虑与设计轴载的耦合效应，按累 计疲劳损伤效应，采用温度、湿度的标准值乘以疲劳等效系数确定，或采用其 随时间变化概率分布的某个特征值确定。 5.4.3路面结构按强度设计时，汽车荷载的轴载代表值宜按轴载谱的某个统计特 征值确定：温度、湿度的代表值，应按设计基准期内的不利条件确定。

5.5.1对不同的环境作用应进行区分，且结构设计中应采用不同的防护措施和方 法。

5.5.2对结构的环境作用应进行定量描述；当没有条件进行定量描述时，也可通 过环境对结构的作用程度的分级等方法进行定性描述，并在设计中采取相应的 技术措施

6材料和岩土的性能及结构的几何参量

6.1材料和岩土的性能

6.1.1公路工程中材料与岩土的性能，宜包括其强度、弹性模量、变形模量、 压缩模量、粘聚力、内摩擦角等物理力学性能。 6.1.2公路工程结构材料性能和具备条件的岩土性能宜采用随机变量的概率模 型描述。材料和岩土性能的概率分布类型和统计参数应以试验数据为基础，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。 6.1.3当标准试件与实际结构、标准试验条件与实际工作条件存在差异时，按 标准试验方法确定的材料性能，应根据相应的对比试验结果或者工程经验判断， 通过换算系数或函数将其转换为实际结构的材料性能。结构中材料性能的不定 性，可由标准试验方法确定的材料性能不定性和换算系数或函数的不定性推算 确定。 6.1.4公路工程材料强度的概率分布宜采用正态分布或对数正态分布。材料性 能的标准值可按下列规定确定： 1公路桥涵、隧道等工程结构材料强度的标准值应按其概率分布的0.05分 位值确定； 2路面各结构层材料强度的标准值可按其概率分布的0.15分位值确定； 3材料的弹性模量、泊松比等物理性能的标准值可按其概率分布的0.5分位 值确定； 4当试验数据不充分时，材料性能的标准值可采用有关规定值，也可根据 工程经验，经分析判断确定。 6.1.5公路工程中岩土各性能指标以及地基和桩的承载力等，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的误差等因素的影响。 6.1.6岩土性能的标准值宜根据原位测试和从现场取样的室内试验结果，按其 概率分布的某个分位值确定。当试验数据不足时，可采用有关规定值或工程经 验确定。

6.1.1公路工程中材料与岩土的性能，宜包括其强度、弹性模量、变形模量、 压缩模量、粘聚力、内摩擦角等物理力学性能。 6.1.2公路工程结构材料性能和具备条件的岩土性能宜采用随机变量的概率模 型描述。材料和岩土性能的概率分布类型和统计参数应以试验数据为基础DB4201∕T 648-2021 武汉市民用建筑模型(BIM)应用标准，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。 6.1.3当标准试件与实际结构、标准试验条件与实际工作条件存在差异时，按 标准试验方法确定的材料性能，应根据相应的对比试验结果或者工程经验判断， 通过换算系数或函数将其转换为实际结构的材料性能。结构中材料性能的不定 性，可由标准试验方法确定的材料性能不定性和换算系数或函数的不定性推算 确定。

6.1.4公路工程材料强度的概率分布宜采用正态分布或对数正态分布

1公路桥涵、隧道等工程结构材料强度的标 位值确定； 2路面各结构层材料强度的标准值可按其概率分布的0.15分位值确定： 3材料的弹性模量、泊松比等物理性能的标准值可按其概率分布的0.5分位 值确定； 4当试验数据不充分时，材料性能的标准值可采用有关规定值，也可根据 工程经验，经分析判断确定， 615公路工程中岩土各性能指标 和的载力 应通过原位测试