海冰对海上测风塔结构物产生的荷载取决于两个方面，一方面为结构物的杆件几何形式；另一方面为海冰的类型，即属于流冰还是固定冰。根据冰的特性和其与结构物的相互作用，冰荷载的主要作用形式包括两类。
第一类为在海流和风作用下大面积冰原呈整体移动挤压结构物产生的固定冰荷载。大面积冰原是指海岸向外延伸数米甚至数百数千米，整个海面处于冰层覆盖状态的固定冰。在潮流及风的作用下，大面积冰原将整体移动，缓慢挤压结构物。如果结构物强度能够承受住这种推力，则冰原被桩柱割裂而继续向前移动。大面积冰原挤压荷载呈周期性变化，并伴随振动。
第二类为自由漂流的流冰冲击荷载，流冰一般自由浮在海面上，能随风、海流漂移。它可由大小不一、厚度各异的冰块形成。在流冰期间自由漂流的冰块碰撞结构物时可产生作用力。
1.圆柱结构物冰荷载
大面积冰场对桩或墩产生的极限冰压力标准值宜计算[14]为
式中 FI——极限挤压冰力标准值，k N；
I——冰的局部挤压系数；
m——桩、墩迎冰面形状系数；
k——冰和柱、墩之间的接触条件系数，可取0.32；
B——桩、墩迎冰面投影宽度，m；
H——单层平整冰计算冰厚，m；
σc——冰的单轴抗压强度标准值，k Pa。
桩或墩的迎冰面形状系数可按表5-20采用。
表5-20 桩、墩迎冰面形状系数m[14]
桩、墩迎冰面投影宽度与单层平整冰计算冰厚的比值小于等于6.0时的直立桩、直立墩，冰的局部挤压系数可按表5-21确定。
表5-21 冰的局部挤压系数[14]
续表
注：B为桩、墩迎冰面投影宽度；H为单层平整冰计算冰厚。
流冰对直立圆桩、直立圆墩的撞击力标准值可计算为
式中 Fz——流冰对圆柱、圆墩产生的撞击力标准值，k N；
H——单层平整冰计算冰厚，m；
V——流冰速度，m/s；
I——冰的局部挤压系数，可按表5-21及相关说明确定；
k——冰和柱、墩之间的接触条件系数，可取0.32；
A——流冰块平面面积，m2；
σc——冰的单轴抗压强度标准值，k Pa。(www.xing528.com)
2.锥形结构物冰荷载
锥形结构物多出现于海上结构物的抗冰锥设计中，锥形结构按结构型式分为正锥形和倒锥形，两者在计算海冰荷载方法上有所区别，以下方法适用于圆锥结构物坡面与水平面的倾斜角度α不超过65°的情况。
如图5-6所示，单层冰或大块浮冰将沿锥形结构发生向上弯曲破坏，此时将对锥形结构物产生水平力RH和竖向力RV。对于单层冰或大块浮冰挤压锥形结构发生向上弯曲破坏的计算采用Ralston公式来计算。
图5-6 正锥体计算简图
单层冰产生的水平力RH和单层冰产生的竖向力RV的计算为
式中 A1、A2、A3、A4、B1、B2——无因次系数，由图5-7查得，其中μ是冰与结构之间的摩擦系数；
RH——作用在锥体上的水平力，k N；
RV——作用在锥体上的垂直力，k N；
ρw——海水的密度，kg/m3；
σF——单层冰的弯曲强度，k Pa；
h——冰厚，m；
hR——冰上爬的厚度，m；
b——水线处锥体的直径，m；
bT——锥体顶部直径，m；
g——重力加速度，m/s2。
图5-7 无因次系数与摩擦系数及锥角的关系图[12]
在按图5-7计算系数A1和A2时，横坐标组成的变量k为
图5-8 倒锥体计算简图
求得正锥体k值后，根据图5-7（a）来确定对应的系数A1和A2。
与图5-6所示的正锥体相对应，倒锥体的形式如图5-8所示，单层冰或大块浮冰作用在倒锥体发生向下破坏时，同样将对锥形结构物产生水平力RH和竖向力RV。
对于单层冰或大块浮冰挤压倒锥形结构发生向下破坏的计算，同样可以采用Ralston公式来计算，单层冰产生的水平力RH按照式（5-67）计算，单层冰产生的竖向力RV按照式（5-68）计算。
对于倒锥体，按照上述方法计算时同样需要根据图5-7进行查表来确定系数A1、A2、A3、A4、B1和B2。但在查图计算系数A1和A2时，变量k的表达式与正锥体对应的式（5-66）不同，此时横坐标组成的变量k为
求得倒锥体k值后，根据图5-7（a）来确定对应的系数A1和A2。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
