荷载组合是指根据桥涵特性、使用要求、桥位处自然条件、荷载的性质和荷载出现的概率等，在设计时应作为可能在结构上同时出现的若干荷载。桥涵设计荷载组合有六种，即基本可变荷载的一种或几种与永久荷载的一种或几种相组合;基本可变荷载的一种或几种与永久荷载的一种或几种其他可变荷载的一种或几种相组合;平板挂车或履带车与结构重力、预加应力、土的重力及土侧压力中的一种或几种相组合;基本可变荷载的一种或几种与永久荷载的一种或几种与偶然荷载中的船只或漂流物撞击力相组合;桥涵在进行施工阶段的验算时，根据可能出现的施工荷载进行组合;结构重力、预加应力、土重及土侧压力中的一种或几种与地震力相组合。荷载性质不同，各种荷载组合发生的概率亦不一定相同，因此，不同荷载组合时，结构物应有不同的安全储备，即安全系数应有所区别。

荷载组合是荷载效应组合的简称。指各类构件设计时不同极限状态所应取用的各种荷载及其相应的代表值的组合。应根据使用过程中可能同时出现的荷载进行统计组合，取其最不利情况进行设计。

以往对荷载组合主要是凭借工程设计经验，采用能被工程界广泛接受的荷载组合系数来表达。近年来，在荷载统计分析研究方面，由于引用了随机过程作为可变荷载的概率模型，使荷载随时间而变异的客观现实逐渐得到反映，从而有可能在基于概率理论的基础上，提出荷载组合的各种实用方法。完善的理论还有待发展。

现今能供实用的荷载组合理论，主要是将各种荷载简化成比较简单的随机过程概率模型。对常遇的各种荷载，一般可用三种典型的荷载随机过程概率模型，即荷载随时间变化的样本函数来描述：

① 永久荷载。在设计基准期T内保持恒定的量值，随时间的变化很小，也即荷载出现的概率p=1，重现次数r=1，其样本函数如图1中a。

荷载组合

② 持续可变荷载。在设计基准期T内的重现次数r>1（荷载一次持续施加于结构上的时段长度为τ，而在设计基准期T内重现次数为r，即r=T/τ），在每一时段内出现的概率p≥0，其样本函数如图1中b。

③ 瞬时可变荷载。在设计基准期T内的重现次数r很多，但持续时间短，在每时段内出现的概率p也很小，其样本函数如图1中c。

其中可变荷载的出现或变动的时刻，一般可按泊松过程考虑，其荷载的持续时间也可采用各种不同的统计规律。

根据各种荷载的重要性，荷载的组合分为六类：组合Ⅰ-Ⅵ：

组合Ⅰ：基本可变荷载（平板挂车或履带车除外）的一种或几种，与永久荷载的一种或几种相组合；

组合Ⅱ：基本可变荷载（平板挂车或履带车除外）的一种或几种，与永久荷载的一种或几种和其它可变荷载的一种或几种相

组合；

组合Ⅲ：平板挂车或履带车，与结构重量、预加应力、土的重力及土侧压力的一种或几种相组合；

组合Ⅳ：基本可变荷载（平板挂车或履带车除外）的一种或几种，与永久荷载的一种或几种和偶然荷载中的船只或漂流物的

撞击力相组合；

组合Ⅴ：桥涵在进行施工阶段的验算时，根据可能出现的施工荷载（如结构重力、脚手架、材料机具、人群、风力以及拱桥

的单向推力等）进行组合；

构件在吊装时，其自重应乘以动力系数1.2或0.85，并可视构件具体情况适当增减；

组合Ⅵ：结构重力、预加应力、土重及土侧压力中的一种或几种与地震力相组合。

荷载组合详解：荷载规范里的荷载组合中提到的荷载“基本组合”、“频遇组合”和“准永久组合”分别表示什么？分别用在什么情况下？

1）基本组合是属于承载力极限状态设计的荷载效应组合，它包括以永久荷载效应控制组合和可变荷载效应控制组合，荷载效应设计值取两者的大者。两者中的分项系数取值不同，这是新规范不同老规范的地方，它更加全面地考虑了不同荷载水平下构件地可靠度问题。

在承载力极限状态设计中，除了基本组合外，还针对于排架、框架等结构，又给出了简化组合。

2）标准组合、频遇组合和准永久组合是属于正常使用极限状态设计的荷载效应组合。

标准组合在某种意义上与过去的短期效应组合相同，主要用来验算一般情况下构件的挠度、裂缝等使用极限状态问题。在组合中，可变荷载采用标准值，即超越概率为5%的上分位值，荷载分项系数取为1.0。可变荷载的组合值系数由《荷载规范》给出。

频遇组合是新引进的组合模式，可变荷载的频遇值等于可变荷载标准值乘以频遇值系数（该系数小于组合值系数），其值是这样选取的：考虑了可变荷载在结构设计基准期内超越其值的次数或大小的时间与总的次数或时间相比在10%左右。频遇组合的应用范围较为窄小，如吊车梁的设计等。由于其中的频遇值系数许多还没有合理地统计出来，所以在其它方面的应用还有一段的时间。

准永久组合在某种意义上与过去的长期效应组合相同，其值等于荷载的标准值乘以准永久值系数。它考虑了可变荷载对结构作用的长期性。在设计基准期内，可变荷载超越荷载准永久值的概率在50%左右。准永久组合常用于考虑荷载长期效应对结构构件正常使用状态影响的分析中。最为典型的是：对于裂缝控制等级为2级的构件，要求按照标准组合时，构件受拉边缘混凝土的应力不超过混凝土的抗拉强度标准值，在按照准永久组合时，要求不出现拉应力。

500kV坪石B厂至曲江站送电线路工程是全国首条根据2008年制定的新规范规定设计建设的500kV线路，它通过的冰区范围从5mm轻冰区直至50mm重冰区，涵盖了规范中开列的所有的冰区，输电铁塔的种类繁多。输电铁塔是送电线路的支柱，直接关系到整条线路的安全。塔的投资也是线路本体工程中最大的一项。保证安全而又经济合理是铁塔设计重要且有意义的课题。

虽然2008年规范已经给出各种冰区铁塔所受到的荷载大小，然并没有对荷载组合详细说明，因设计人员各自的理解不同，会有不同的处理方法。这里以500kV坪石B厂至曲江站送电线路工程中的铁塔设计为例，论述该冰区铁塔设计所应考虑的荷载组合。

基本工况是所有送电线路都必须考虑的，它包括正常运行工况、断线工况、安装工况，与无冰区的荷载组合 基本一样。

1.正常运行工况，计算下列荷载组合

1) 基本风速、无冰、未断线(包括最小垂直荷载和最大水平荷载组合)。悬垂型杆塔需计算与铁塔线路方向轴线成0˚、45˚、60˚及90˚的四个风向基本风速的荷载。一般耐张型杆塔计算90˚和-90˚两个方向；终端塔还需计算与导线张力方向相同的风向。

2) 最低气温、无冰、无风、未断线。

2.断线工况

按-5℃ 、有冰、无风的气象条件，计算下列组合:

1) 单回路塔：悬垂型为断一相导线、地线未断；断一根地线，导线未断。耐张型为在同档内断任意两相导线，地线未断；断任意一根地线与任意一相导线。

2) 双回路塔：在同档内断任意两相导线，地线未断；断任意一根地线与任意一相导线。

3.安装工况

安装工况的组合与无冰区的设计完全一样，不再赘述。

1.最大覆冰、相应风速及气温、未断线

悬垂型杆塔不考虑一侧最小垂直荷载与另侧最大垂直荷载的组合。这种组合不控制杆件，因为它产生的荷载都小于每相导线、地线同时同向有不均匀覆冰时的荷载。耐张型杆塔因为有负垂直档距产生的上拔力，所以要考虑拔与压的组合情况，包括：①前后侧都压；② 前后侧都拔；③一侧压与另侧拔。

2.产生不平衡张力的不均匀冰荷载情况

按未断线、-5℃ 、有不均匀冰、有风计算，计算下列组合:

1) 每相导线和每根地线同时同向有不均匀冰荷载组合，使杆塔产生最大的弯矩。

2) 每相导线和每根地线同时不同向有不均匀冰荷载组合，使杆塔产生最大的扭矩。

3) 某相导线和与同侧地线同时有不均匀冰荷载组合，另一极导线及另一根地线正常覆冰组合，使杆塔产生最大弯矩和扭矩。这些组合是现有规范没有开列，也没有明确不需考虑这种组合，而这种情况确实会发生。因为导地线各档各相冰凌脱落时间先后不同，就会出现这种荷载组合。对于直线塔而言，这种组合对选材基本没有影响，不会增加塔重。而对于耐张塔来说，塔重会因此增加0.7%~1.5%左右，对总体投资影响并不大，设计中应该考虑这种组合。

3.脱冰跳跃情况

根据现有规范，垂直档距系数小于0.8的杆塔，应按导线、地线脱冰跳跃和不均匀覆冰时产生的上拔力校验。由此产生的组合有：

1) 所有导地线同时跳跃。从全组合而言，还要考虑地线不跳跃，导线跳跃等组合工况。但计算表明，这些组合对塔身材料无影响，所以只需计算所有导地线同时跳跃这一种组合即可。

2) 一相导线与同向地线跳跃，另一相导线及地线处于不均匀覆冰造成的不平衡张力状态组合，使杆塔产生线路纵向的弯矩。

3) 一相导线与同侧地线跳跃，另一相导线及地线正常覆冰组合，使杆塔产生线路横向的弯矩。

4.验算情况

在重冰区线路设计中，验算覆冰荷载情况是必要时考虑的工况。原因如下：

1) 设计的冰荷载是按某特定年限制定的，准确性本身难以保证，且超过设计年限的罕见冰凌也是会出现的。

2) 大档距段的安全运行需要。

3) 在一覆冰区内，某些地段或塔位，由于受局部地形、高程、风速、风向的影响而使冰凌显著增大。

验算情况需要考虑的组合有：

1) 验算冰厚、-5˚C、有风、未断线，并计入塔位高差、档距不等所引起导地线的不平衡张力。

2) 一侧设计冰厚，另侧验算冰厚，组合产生线路纵向弯矩。

3) 某相一侧设计冰厚，另侧验算冰厚，而另一相一侧验算冰厚，另侧设计冰厚，组合产生最大的扭矩。

4)某相一侧设计冰厚，另侧验算冰厚，而另一相前后侧都为验算冰厚，组合产生最大的弯矩和扭矩。

组合1)不会造成塔重大幅度增加。也就是说，验算冰厚不能取相对设计冰厚过大。在500kV坪石B厂至曲江站送电线路工程中，这样取值使直线塔重增加≤1%，耐张塔重增加≤4%。如果取值太大，则应该选用更大设计冰区的铁塔。如果不能再提高设计冰厚(否则就会超过现有规程的最大设计冰厚)，可以适当增大验算冰厚。

现有规范中没有明确2)、3)、4)的组合，只明确要求计算1)类组合。3)、4)的组合实际上很少发生，对塔重的增加也不大，无论是直线塔还是耐张塔都≤1%。2)类组合对塔重影响比较大，直线塔约2%，而耐张塔为5.5% ~ 9.5%。其中较大值是用50mm设计冰厚并取了较大的验算冰厚产生的。实际工程中由于耐张塔的数量较少，对整条线路而言塔重增加会<3%。此种组合是确实会发生的，应该考虑这种组合。

经过技术经济的比较，选择了尽可能使塔重增加较小的覆冰区输电铁塔的荷载组合。相对无冰区而言，增加了设计覆冰，不均匀覆冰受弯、受扭、受弯扭，验算覆冰，验算不均匀冰受弯、受扭、受弯扭；对于直线塔还有脱冰跳跃的组合。当然，考虑的组合不可能包含一切可能发生的情况，这样做塔重增加太大。对于工程建设而言，过多地考虑几率很小的情况是不合理的。

上述的荷载组合的考虑，是在满足现有规程规范和投入增加不多的前提下，力求兼顾了更多可能的组合，是在安全性和经济性之间合理折衷的探索，可作覆冰区送电线路设计参考。