电杆倾覆的核心原理为:横向外荷载对杆根产生倾覆弯矩,当弯矩超出电杆、基础及埋深的抗倾覆承载力时,电杆会发生倾斜、倒伏。风荷载与覆冰荷载是线路电杆最主要的两种外力破坏荷载。
风荷载属于横向动态水平力,风吹过杆身、导线、绝缘子时,会对整根电杆形成侧向推力。受力点集中在杆身中上部,以杆根埋地处为支点,形成巨大倾覆弯矩。风速越大、杆体越高、线档越长,侧向推力越强,倾覆风险越高。大风还会引发导线摆动、震荡,产生交变荷载,容易造成杆身开裂、基础松动,最终导致倾覆。
覆冰荷载属于增重叠加荷载,导线、横担覆冰后自重大幅增加,会加大线路垂直荷载与侧向受力。同时覆冰会增大受风面积,叠加风荷载形成风冰组合荷载,大幅提升倾覆弯矩。另外,不均匀覆冰或脱冰会造成导线张力差,产生单侧拉力,对电杆形成不对称倾覆力矩,极易拉倒直线杆、转角杆。
两种荷载均以杆根为受力支点破坏结构,因此大风、重冰区域需选用高弯矩水泥杆,加大埋深、增设拉线,提升整体抗倾覆能力。
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