电杆在覆冰工况下的荷载组合

电杆在覆冰工况下的荷载组合怎么算？老周在湖南西部地区维护线路，那地方冬季覆冰严重，经常有电杆因为覆冰过载而倒杆。他想知道覆冰时电杆到底承受了多大的荷载，这些荷载是怎么组合的。覆冰是电杆最危险的工况之一，导线覆冰后重量增加、风荷载增大，再加上不均匀脱冰的动态冲击，电杆的受力比正常运行时大好几倍。

老周先理清了覆冰荷载的分类。第一类是导线覆冰重力荷载，冰层包在导线外面，增加了导线的单位长度重量。覆冰厚度10毫米时，导线重量可能增加一到两倍；覆冰20毫米时，增加三到四倍。这个重量通过绝缘子串传递到杆顶，产生垂直向下的集中力。

第二类是杆身覆冰荷载，电杆本身也会结冰，特别是迎风面。杆身覆冰增加了杆体的自重和风荷载作用面积。但杆身覆冰对电杆受力的影响相对较小，因为电杆自重本来就不是控制因素，而且杆身覆冰厚度通常比导线薄。

第三类是覆冰导线的风荷载。冰凌使导线表面粗糙，风载体型系数增大；同时导线直径增大，受风面积也增大。两方面叠加，覆冰导线的风荷载可能比无冰状态大百分之五十到一百。

荷载组合的原则与公式

老周查了设计规范，覆冰工况的荷载组合通常取：覆冰重力荷载 + 覆冰风荷载 + 电杆自重。这三个荷载同时作用，方向不同：重力荷载垂直向下，风荷载水平横向，自重也是垂直向下。电杆底部受到的组合效应是：轴向压力增大、弯矩增大、剪力增大。

规范规定的设计覆冰厚度，一般地区取10毫米，重冰区取15到20毫米，特重冰区取20到30毫米。老周的辖区属于重冰区，设计覆冰厚度15毫米。但他发现，实际运行中遇到过超过30毫米的罕见覆冰，这种极端天气下设计标准的电杆很难扛住。

老周还注意到一个特殊现象：不均匀覆冰。同一条线路的不同档距，由于地形、海拔、风向的差异，覆冰厚度可能不一样。一侧档距覆冰厚、张力大，另一侧薄、张力小，电杆承受巨大的纵向不平衡张力。这种工况比均匀覆冰更危险，因为设计时通常按均匀覆冰计算，不均匀覆冰的安全裕度不足。

防冰设计与应急措施

老周总结了几条覆冰地区电杆的加强措施。第一是加大导线对地高度和杆间距离，给覆冰后的导线留出足够的摇摆空间，避免相间短路。第二是选用大弯矩电杆，覆冰工况下的设计弯矩要比普通工况大一倍以上。第三是缩短耐张段长度，减少单档覆冰导线的总重量，降低对电杆的集中荷载。

老钱还建议老周关注脱冰跳跃问题。当气温回升或者阳光照射时，覆冰导线局部脱冰，未脱冰段重量大、脱冰段重量小，导线像跳绳一样上下跳跃。跳跃时导线对杆顶产生冲击荷载，这个冲击力可能达到静荷载的两到三倍。防止脱冰跳跃的方法包括：加装防震锤、使用阻尼线夹、在重冰区加大档距让导线弛度更大。

应急方面，老周的经验是：覆冰季节来临前，清理线路走廊内的树木和障碍物，给导线摇摆留足空间。准备融冰装置或者短路融冰方案，在覆冰严重时通过短时短路电流加热导线融冰。但这需要调度配合，操作风险也大，不能常规使用。

总之，电杆在覆冰工况下的荷载组合包括覆冰重力、覆冰风荷载和自重，三项叠加后荷载水平远高于正常工况。覆冰地区的设计要加大安全裕度，缩短耐张段，选用加强型电杆。运行中要做好防冰预案，极端天气后及时巡检。