Revaluation of the partial safety factors for actions and resistances of new and existing bridges

• Research unit: FEDRO RBT
• Project number: BGT_20_02B_01

Key words (English)

Safety, failure probability, new bridges, existing bridges, maintenance

Key words (French)

Sécurité, probabilité de défaillance, ouvrages d’art nouveaux, ouvrages d’art existants, entretien

Short description (English)

The partial factors used in the Swiss codes SIA 260-269 and in the European standards EN 1990-1998 are based on experience and have
been partially calibrated on the basis of reliability analyses. In addition, some of the bases are unclear or incomplete. The result is a level
of safety that is not homogeneous, with cases (in terms of actions, internal forces in the different types of structures and resistances
according to the different failure modes and different materials) that may be too safe (and therefore uneconomical) or with an
insufficient level of safety. The lack of consistency is especially a problem for existing structures where one would like to reduce the
partial safety factors according to the reduction of uncertainties when updating actions, geometry and material resistances. A
systematic study of the uncertainties (biases and coefficients of variation) of the individual variables in typical Swiss bridges and an allembracing
treatment (actions and resistances) should allow for a better definition of the partial safety factors. This will lead to more
economical and safer design of new structures and, above all, to savings and more reliable maintenance of existing structures.

Short description (French)

Les facteurs partiels utilisés dans les normes suisses SIA 260-269 et dans les normes européennes EN 1990-1998 sont issus de l’expérience
et ont été partiellement calibrés sur la base d’analyses de fiabilité. En outre, certaines bases ne sont pas claires ou sont lacunaires. Il en
résulte un niveau de sécurité qui n’est pas homogène, avec des cas (en termes d’actions, efforts dans les différents types de structures et
résistances en fonction des différents modes de rupture et des différents matériaux) pouvant être trop sécuritaires (et donc non
économiques) ou avec un niveau de sécurité insuffisant. Le manque de cohérence est surtout un problème pour les structures existantes
où on souhaiterait réduire les facteurs partiels en fonction de la réduction des incertitudes lors de l’actualisation des actions, de la
géométrie et des résistances des matériaux. Une étude systématique des incertitudes (biais et coefficients de variation) des différentes
variables dans les ouvrages d’art typiques en Suisse et un traitement global (actions et résistances) devrait permettre une meilleure
définition des facteurs partiels. On obtiendra ainsi des dimensionnements plus économiques et sûr d’ouvrages d’art nouveaux et surtout
des économies avec une meilleure fiabilité lors de l’entretien de structures existantes

Project aims (English)

- Better define the partial factors for actions and resistances used in the verification of the ultimate limit state (ultimate resistance) of
new bridges and clarify the uncertainties they cover.
- Standardize the definitions of partial factors and their assumptions between concrete and steel-concrete composite bridges.
- Propose new values for each partial factor that ensure a more uniform level of safety.
- Define a procedure for reducing partial factors for existing bridges based on the reliability of the updated of the different geometric,
strength and action values and of the updating methods.

Project aims (French)

- Mieux définir les facteurs partiels des actions et des résistances utilisés dans la vérification de l’état limite ultime (résistance ultime)
d’ouvrages d’art nouveaux et clarifier les incertitudes qu’ils couvrent.
- Uniformiser les définitions des facteurs partiels et leurs hypothèses entre les structures en béton et les structures mixtes.
- Proposer de nouvelles valeurs pour chaque facteur partiel qui garantissent un niveau de sécurité plus uniforme.
- Définir une procédure de réduction des facteurs partiels pour les ouvrages d’art existants en fonction de la fiabilité de l’actualisation
des différentes valeurs géométriques, de résistance et des actions.