电杆在地震高烈度区的设计

电杆在地震高烈度区的设计要点有哪些？老张经历过汶川地震后的电力抢修，说地震倒杆往往不是杆不行，是节点松了、基础动了。地震对电杆的破坏，主要是地震波引起的地面运动，使电杆受到水平和竖向的惯性力，如果电杆或者基础抵抗不住，就倒杆、断杆、拔杆。

地震烈度是衡量地震破坏程度的指标，和震级不同。震级是地震释放的能量，烈度是地面的破坏程度。同样震级的地震，震源浅的、离震中近的，烈度高。中国地震动参数区划图，把全国分为不同地震烈度区，六度以上区就要考虑抗震设防。七度区、八度区、九度区，抗震要求逐级提高。四川、云南、甘肃、青海、新疆、华北部分地区，都有八度甚至九度设防区。

地震对电杆的破坏形式，有几种典型情况。水平地震力使电杆底部产生很大弯矩，电杆从根部折断或者基础倾覆。竖向地震力使电杆受到轴向拉压，预应力电杆在竖向拉力作用下，预压应力被抵消，可能出现裂缝。地震的往复作用，使电杆节点松动，横担脱落、拉线松弛、绝缘子串摆动碰撞损坏。土壤液化是另一个大问题，饱和砂土在地震振动下孔隙水压力上升，土体失去强度，变成液态，电杆基础像插在泥浆里，沉陷、倾斜、倒塌。

高烈度区电杆的抗震设计，首先选合适的电杆类型。预应力电杆抗震性能相对差，因为预应力混凝土脆性大，变形能力小，地震时一旦开裂，裂缝发展快，突然破坏。非预应力电杆和部分预应力电杆，延性好一些，地震时能吸收更多能量，裂缝发展缓慢，有预警性。老张的经验，八度以上设防区，配电线路尽量用非预应力电杆或者部分预应力电杆，不用全预应力电杆。

结构加强和节点抗震

电杆的强度设计，地震作用按规范计算。水平地震力，和电杆的质量、导线的质量、地震加速度有关。电杆质量大、导线张力大，地震力就大。高烈度区，电杆的弯矩设计值要比非地震区大百分之三十到五十。梢径和根径加大一个等级，比如非地震区用梢径一百九十毫米的，地震区用二百三十毫米的。壁厚也加大，提高抗剪和抗弯能力。

节点的抗震设计，是防止地震时"散架"的关键。横担和电杆的连接，不能只用简单的抱箍，要用加强型抱箍，双螺母并紧，加防松垫片。抱箍的扁钢厚度加大，宽度加宽，螺栓直径加大。横担和电杆之间，加设三角形支撑或者斜撑，把悬臂节点变成三角支撑节点，提高节点的刚度和承载力。支撑用角钢或者扁钢，和横担、电杆焊接或者螺栓连接。

拉线系统的抗震，主要是保证拉线在地震时不失效。拉线不能太紧，紧了地震时电杆稍有变形，拉线应力剧增，可能拉断。拉线也不能太松，松了起不到约束作用。合适的松紧度，是电杆在静载下正直，地震时允许电杆有一定变形，拉线随之受力，分担地震力。拉线棒和锚桩的连接，要用可调节的UT型线夹，地震后检查调整拉线松紧。

绝缘子串的抗震，主要是防止摆动碰撞。长绝缘子串地震时摆幅大，如果和横担、杆身、相邻相的绝缘子碰撞，瓷件或者复合伞裙可能损坏。措施有几种：加装阻尼器，减小绝缘子串的摆幅；调整绝缘子串长，在满足绝缘要求的前提下尽量短；加大相间距离和导线对杆身的距离，给绝缘子串摆动留足空间。复合绝缘子比瓷绝缘子轻，地震惯性力小，摆幅也小，高烈度区优先用复合绝缘子。

基础抗震和地基处理

基础的抗震设计，核心是防止倾覆、滑移和拔起。地震时电杆受到的水平力，通过基础传到地基，基础要有足够的埋深和底面积来抵抗。埋深比非地震区加深百分之二十到三十，增加基础的抗倾覆力矩。底盘面积加大，分散地基压力，防止地基土被压坏。卡盘用上下两道，埋深分别在地面下零点八米和两米处，抵抗不同方向的地震力。

液化地基的处理，是地震区电杆基础的大难题。饱和砂土或者粉土，地震时容易液化，基础失去支撑。处理方法有几种：换填法，把液化土挖掉，换填碎石、砂砾等非液化材料，分层夯实。加密法，用振冲、强夯、挤密桩等方法，提高砂土的密实度，减小孔隙比，降低液化可能性。围封法，在基础周围做地下连续墙或者钢板桩，限制液化土的侧向流动。电杆基础规模小，一般用换填法最经济，液化层不厚的，全部换填；太厚的，换填基础底面以下两米左右的范围。

软土地基的处理，也是高烈度区要注意的。软土在地震下容易产生震陷，电杆基础下沉。处理方法有预压固结、水泥搅拌桩、碎石桩等，提高软土的承载力和刚度。电杆基础的底面，尽量落在硬土层上，如果软土层太厚，用桩基础穿过软土层，把荷载传到下卧硬层。桩基础抗震性能好，但成本高，一般用于重要跨越杆、耐张杆。

电杆的接地，地震区更要可靠。地震时导线可能断线落地，电杆可能开裂露出钢筋，可靠的接地能及时泄放故障电流，保护人身安全。接地电阻不大于十欧姆，接地引下线用扁钢或者铜线，和电杆、横担、拉线全部可靠连接。地震后检查接地系统，断开的、松动的及时修复。

老张最后说，电杆在地震高烈度区的设计，抗震不是加粗加深就完事了，是一个系统工程。杆型选对、强度加够、节点加强、基础抗液化、拉线调适中、绝缘子防碰撞、接地保安全，缺一不可。汶川地震后，他们单位对灾区线路重建，全部按八度设防重新设计，后来几次强余震，新线路基本没倒杆，说明设计到位了，电杆是能抗住地震的。

总之，地震区电杆设计，延性比强度重要、节点比杆身重要、基础比上部重要、整体比局部重要。把抗震理念贯彻到每个环节，电杆才能在地震中站得住。