台电输电铁塔抗风设计标准检讨分析

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台電輸電鐵塔抗風設計標準檢討分析1黃政雄台灣電力公司北區施工處土木工程師蕭葆羲國立台灣海洋大學河海工程學系教授摘要本研究收集台灣本島主要21個氣象測站自設站以來之歷年（1896~2004）大量風速樣本資料，以統計方法分析各氣象測站風速資料，包括平均風速、陣風因子、再現週期風速等，並藉此測站實測資料之統計分析結果，檢討現行台電公司輸電鐵塔之設計標準。統計分析所得之各測站100及200年再現週期風速值均低於台電公司現行規範設計標準風速，而經換算後之速度壓值亦小於現行設計標準之基準速度壓。西部一般線路及重要線路陣風因子值分別為1.45、1.31（略小於設計值）。而陣風因子，y與十分鐘平均風速，x（單位m/s）兩者之間關係式為y=-0.048x+3.5205；東部一般線路及重要線路陣風因子均為1.3（與設計值相同）。而陣風因子與十分鐘平均風速兩者之間關係式為y=-0.0303x+2.7369。台灣全島十分鐘平均風速大於等於45m/sec之陣風因子為1.26；而十分鐘平均風速小於等於30m/sec之陣風因子為1.79；陣風因子與十分鐘平均風速兩者之間關係式為y=-0.0352x+2.8492，上列諸式中：y為陣風因子、x為十分鐘平均風速，單位m/s。統計分析所獲得之陣風因子及各測站換算後之基準速度壓值應可引用於將來之新設計標準。InvestigationontheanalysisofthewindloaddesignforTaipowercompanyelectricitytransmissiontrusstowerCheng-HsilingHuangCivilEngineer.TaiwanPowerCompanyBao-ShiShiauProfessor,Department.ofHarborandRiverEngineering,NationalTaiwanOceanUniversity.ABSTRACTThisstudyistoanalyzewindspeeddataof21majorcentralBureauweatherstationsinTaiwanfrom1996to2004.Resultsofanalysisincludemeanvelocity,gustfactorandreturnperiodofwindspeed.Statisticalresultsshowthatthewindspeedsofreturnperiodsof100and200yearsarelessthanthewindspeedsprovidedbytheTaiwanpowercompany’s(TPC)presentdesigncode.ThegustfactorofwindspeedsinwesternTaiwanare1.45and1.31respectively(BothslightlylessthanthedesignvalueofTPCcode).Therelationbetweenthegustfactor,yand10minutesmeanvelocity,xisregressedasy=-0.048x+3.5205.ThegustfactorofwindspeedsineasternTaiwanis1.3whichis.closetothedesignvalueofTPCcode.Therelationbetweengustfactor,yand10minmeanvelocity,x（inm/s）isregressedasy=-0.0303x+2.7369.UponregressionthroughoutTaiwan,thegustfactorofmeanvelocityin10mingreatenthan45m/secis1.26,whilethatlessthan30m/secis1.79.Therelationbetweengustfactor,yand10minmeanvelocity,x（inm/s）isregressedasy=-0.0352x+2.8492.1地址：台北市中正區牯嶺街73號Tel：02-33436606，Fax：02-23925339Email:tpc5@ms47.hinet.net1 一、前言輸電鐵塔乃受風力控制之構造物，遍佈全國各地，台灣地處亞太平洋地區屬多颱風多地震之區域，每年颱風季節來臨時所挾帶之強風豪雨，常對輸電鐵塔造成極大之威脅，屢有輸電鐵塔受襲而損壞傾倒之情事，其中以民國六十六年七月二十二日賽洛瑪颱風侵襲高屏，致輸電鐵塔損害達184座最為嚴重（圖1-1），造成台灣南部高雄、屏東等縣市電力系統崩潰，供電中斷，民眾無電可用，徒增生活困擾。其後民國八十九年碧利斯颱風侵襲花蓮玉里地區造成五座毀損次之。台灣電力公司於賽洛瑪事件後，成立「賽洛瑪颱風輸電線路災害檢討小組」，檢討輸電鐵塔受損之原因【1】，並於民國六十九年十月二十八日提出修正之輸電鐵塔抗風壓新設計標準，該設計標準首度將陣風因子納入考量，實施至今已逾二十三年然而未能對於新設計標準所帶來之成效做有效之統計分析與檢討，殊為可惜。國內現行高壓輸電系統依輸送電壓不同可分為345KV、161KV及69KV等三個等級，歷年來輸電鐵塔構造物的型式不斷演進，基於供電需求輸電鐵塔數量大增，其架空線路支持物總合多達三萬餘座，其中輸電鐵塔數量約為一萬六千餘座（如圖1-2，民國九十三年止之數據），伴隨國土都市化的演進及系統安全性（如風災、地震等影響）之要求，其輸電線路有其地下化之必要性，民眾對線路地下化亦有高度之期盼，然基於興建成本考量及技術上之受限（以345KV而言），架空線路仍有部份不可替代之特性。依以往案例統計資料顯示，輸電線路損壞以天然災害(鹽害、雷害、風災、地震等)所佔比例最高，其比例高達54%。因此為了解現行設計標準能否滿足風力環境之變遷，本文研究主要的係針對台灣電力公司輸電鐵塔設計標準，收集台灣各地區氣象測站長期風速資料進行統計分析，從而評估及檢討設計標準之再現週期風速及陣風因子，期使可提供輸電鐵塔設計者及未來設計標準修正之參佐。。二、輸電鐵塔之風力行為與設計參數本研究的主要目的在於檢討現行設計標準中陣風因子之適切性，而陣風因子的求得有其既定之程序，該程序中包含了許多必要之設計參數，設計參數之建立將直接影響陣風因子的推定。本研究係針對現行設計標準進行檢討，為達與設計標準分析過程之一致性本研究將以現行設計標準中之設計理論為基礎，而在進行研究檢討前有必要對輸電鐵塔之風力行為與材料力學特性進行了解。因此本章將針對桁架構造物之風力特性及現行設計標準中之設計理論及重要參數進行討論，以做為進行檢討分析時之基礎。2.1輸電鐵塔之風力行為與材料力學特性2.1.1輸電鐵塔之風力行為風載重是鐵塔構造物的主要載重來源，80％~90％的鐵塔應力和變形是由風載重所引起【2】。影響桁架構造物風力係數的因子包括：地形環境、地點、風向、風速及構造物自身之高寬比、固定比、遮蔽面積、桿件的形狀、材料延展係數、受風力之動態波動行為【3】及實積率等。Whitbread【4】對遮蔽效應、實積率因子有所研究，以結構層數及桿件形狀為參數。Prandtl,Betz&Flachsbart【5】等則對不同桿件形狀的桁架模型進行風力係數，cdw之試驗。Bayer【6】曾對輸電鐵塔進行風洞模擬測試cdw值，以更切合實際。若風向傾斜（non-orthogonal）作用於2 塔面時，將產生最大的水平風力，風向角對風力係數的影響依Cohen&Perrin【7】研究，，其cdw00最大值介於20~35間，証明其圓桿塔cdw值僅為方桿塔的2/3。建築技術規則第三十九條指出受風面積係按建築物垂直於風力之一面所用構材投影面積計算【8】，而其風壓力應成乘以構件之形狀因數值。依諸多學者研究結果顯示，風向角及外形因子（shapefactor）對風力係數有最明顯之影響【9】，而圓形構材擁有比角形構材更優異之抗風條件，國外已有諸多使用之先例（如日本之東京電力株式會社、中部電力株式會社及四國電力株式會社等）【10】。2.1.2輸電鐵塔之材料力學特性輸電鐵塔組成構件為鋼材，是由尺寸不一的等肢角鋼、螺栓及連接板所構成【11】。設計的概念是將其模擬為桁架結構，桿件受軸力作用。主柱材部份是以鋼構架桿件建構，故鐵塔主柱材可視為梁柱桿件。風載重提供予構件材料軸向應力，當風載重持續增加時將造成材料產生塑性變形破壞（yielding），桁架鐵塔材料係採線彈性材料為考量範躊，因此決定材料線彈性行為之參數為彈性模數E（modulusofelasticity）。不同形式的鋼材其材料延展係數亦不同，也代表著不同材料的線彈性行為。現行設計方式為採極限強度設計法（LoadandResistanceFactorDesign），使材料之降伏強度與所受之風壓相對應【1】，由於各構件採用高拉力螺栓做為連接材，高拉力螺栓之拉力強度（197222㎏/㎜以上）遠大於桿件降伏強度（25㎏/㎜以上）及拉力強度（40.8㎏/㎜以上），因此鐵塔破壞情形如同一般鋼材，多為桿件降伏強度不足無法抵抗瞬間強大之風壓而產生降伏破壞之形態。2.2輸電鐵塔風力設計之因子2.2.1基準風速一般而言在決定基準風速（basicwindspeed）前必須先確立兩項基本要件，即基準地上高與平均風速之時間，現行標準之基準風速係採地上高10公尺處，並將風力之上空遞增現象列入考量，而平均風速之統計時間則為十分鍾，因為風速計有一特定之高度及各氣象站所在地地表粗度影響，故在得知統計週期間平均最大紀錄風速後須乘以風力之上空遞增係數（修正為地上高十公尺處風速）及地表粗度係數後方得基準風速。2.2.2地表粗度係數風態依地表面粗糙度與地形高低變化不同而異，為非光滑均質地形（inhomogeneousterrain）【12】，地表面愈粗糙時，其所受之擾亂愈烈而風速則愈低，因此須對基本風速予以修正，現行設計標準統一將平均風速修正為B級，其修正係數（KR）值如表2-1。2.2.3.陣風因子由於紊流的影響，風速並非定值，風速具有隨時間變動之特性【13】、【14】，以往輸電鐵塔係採平均風速做為設計風速，現行標準則考量上述特性，改採陣風為設計風速。其陣風風速（gustwind）之訂定，係依所收集之台灣地區歷次颱風各地陣風紀錄，繪製「台灣本島颱風陣風因子統計分析表」，比對國外各國標準，使用回歸方式進而制定陣風因子（gustfactor），而陣風風速即依據此陣風因子乘以基準風速而得。2.2.4風力之上空遞增係數：風速隨高度之增加而遞增屬自然風之特性，現行標準風速遞增率採用1/6.2次方係考量平均風3 1/7-1/16速以高度之1/7次方遞增，而陣風因子以負1/16次方遞減時，陣風將以（h/h0）×（h/h0）1/12.4＝（h/h0）遞增而風壓與風速之平方成比例而得【1】。式中h：地上高，h0：基準地上高（10公尺）。其現行標準之基準速度壓上空遞增係數訂定如下式所列【15】：nα＝（h/h0）(2-1)式中α：速度壓之上空遞增係數n：遞增率（1/6.2）2.3風速樣本之應用2.3.1設計風速之再現週期：各氣象站所在地地形因子及風速計高度不盡相同，因此所收集之歷年風速樣本值，須透過2.2節理論進行修正。而後計算各氣象站再現週期風速值（V）時必須透過統計手法求得風速紀錄標準偏差值再使用迴歸公式進而求得再現週期風速，其計算標準偏差值【16】之公式如下：2S=Σ(Xi−X)/n−1(2-2)式中X：風速樣本平均值S：標準偏差n：風速樣本數計算再現週期風速所使用方式係依Gumbell【17】之ExtremeDistribution理論推算，其公式如下：V=V−0.45S+6S/π{}−1n[]−1n(1−1/T)(2-3)式中V：再現週期T年之最大風速V：歷年最大風速平均值S：歷年最大風速標準偏差2.3.2.基準速度壓之訂定：2現行標準以速度壓表示風力之大小，基準速度壓qo（單位為kg/m）決定塔身材料所採用之強度，基準速度壓訂定時係參考全島各氣象站所統計之風速資料進而繪製之風力級區圖，其現行基準速度壓之訂定公式係以陣風風速為計算基礎，其公式【14】如下：2qo＝1/2ρVG(2-4)式中qo：基準速度壓（地上高10公尺處）（單位為kg/m2）VG：基準地上高（10公尺）之陣風風速（單位為m/sec）ρ：空氣密度（取0.12）上述公式已將風力之上空遞增現象及陣風因子列入考量，現行基準速度壓採用標準如表2-2。2.3.3.超出最大風速之機率依照統計理論計算超出最大風速之機率如表2-3所示，國內設計之風速之再現週期係依輸電線路重要性不同分別採100年及200年，而輸電線路使用年限則採50年為設計標準，對應表2-3得知超出最大風速之機率分別為39％及22％。。4 2.4國內外輸電鐵塔設計標準比較參考台電設計標準（1980年），收集主要國內外各電力公司輸電鐵塔之設計標準，經整理比較。三、陣風因子分析與設計標準檢討3.1台灣本島各氣象站歷年風速資料統計3.1.1風速統計資料之收集與建立現行設計標準所統計之風速資料包含全台二十二個氣象站設立至民國六十六年止，本次研究收集範圍則包含全台二十一個氣象站（新增蘇澳、成功測站不含原先新港、永康、高雄舊測站），收集風速資料再增加至民國九十三年止，大部份氣象站統計週期已大於五十年，超過輸電鐵塔使用年限，統計期間並涵蓋賽洛瑪與碧利斯颱風風速值，而所收集之玉山測站風速值對於高山地區之風力特性能更精確掌握，理論上所顯現數值深具意義。各氣象站之基本資料包括：地面粗度分類、測站所在地海拔高度及風速計高度等。3.1.2風速樣本之運用前節統計收集之風速樣本資料來源為中央氣象局，風速樣本依特性區分為平均風速（意指特定期間內之最大10分鐘平均風速）與極大風速（意指瞬間極大風速；特定期間內之最大瞬間風速）兩種樣本，每月一個風速樣本，並在年度12個風速樣本值（12個月/年）中取其最大值（Maximum）為年度樣本。該樣本分別稱為最大平均風速樣本與極大平均風速樣本。每一氣象測站所收集之風速樣本數量即為統計期間之年數乘與12，而統計樣本數即為統計期間之總年數，因各氣象測站的統計期間年數有別，故統計樣本數亦不同，而與陣風因子運算有關者則屬最大平均風速樣本。依此統計分類手法，確定統計期間內各氣象測站之最大平均風速樣本數後，進而求得每一氣象測站統計期間內最大平均風速樣本之平均值（AverageValue），該風速樣本之平均值則稱為歷年最大平均風速，再透過第2.3節中計算標準偏差值公式（2-2）之統計理論求得各氣象測站之風速標準偏差值（StandardDeviation），每一氣象測站之風速標準偏差值運算結果如表3-1所示，藉以建立計算風速再現週期及陣風因子時之基本參數。另外透過各氣象測站歷年風速資料表中之歷年最大平均風速樣本與極大平均風速樣本可繪製各氣象測站之最大平均風速與極大平均風速歷時曲線圖（圖3-1），經由該歷時曲線圖可非常明確了解台灣本島各氣象測站之歷年風速分佈現象，提供設計者對不同地區風速特性之簡易判讀，並可提供建構不同設計標準構造物時特殊須求之參佐。3.2台灣本島再現週期風速與陣風因子分析3.2.1再現週期風速分析現行設計標準係以再現週期風速來決定基準風速之大小，依輸電線路重要性之不同其再現週期風速分別取100年及200年。所謂再現週期風速係指輸電鐵塔在特定期間內可能遭遇之最大風速，因此再現週期風速之決定將直接影響輸電鐵塔之使用安全。一般而言輸電鐵塔之使用年限約為50~60年左右，如表2-3所示輸電鐵塔在使用年限內有可能遭遇比該使用週期更大之風速，故基於構造物安全性之考量不可能以使用週期（50~60年）風速為設計標準。因此再現週期風速對輸電鐵塔設計是極其重要的，然因各氣象測站設立之年限大多小於上述設計標準之再現週期（100年、200年），故所收集之風速樣本並無法直接引用，而再現週期風速之演算方式是以紀錄風速為基本參數，所謂紀錄風速是指統計期間內各氣象測站最大平均風速所有樣本中之最大值者。如2.2.4節說明，自然風之風速有隨高度之增加而遞增之特性，現行標準之基準風速採基準地5 上高10公尺處之風速為基準，因各氣象測站風速計有一特定之高度，如表3-1所示，因此所收集之全島各氣象測站紀錄風速須考慮該風速遞增現象修正為地上高10公尺處之風速後方可做為計算再現週期風速之基準風速。而現行標準修正基準風速方式係以風速計高度之上空遞增係數乘以紀錄風速值而得，其各氣象測站修正後之紀錄風速值稱為修正高度風速。另因全島各氣象測站所在地所處地況條件不同，修正後之修正高度風速值須乘以地表粗度係數（表2-1）而得修正粗度風速。而再現週期風速值則經由Gumbell【17】之ExtremeDistribution理論（2-3式）推算而得，以各氣象測站之歷年最大風速平均值及歷年最大風速標準偏差值為基本參數。依各氣象測站再現週期風速值分別擇取東西部再現週期風速最大值之氣象測站成功（東部）及台南站（西部），將其修正後之風速值再修正為地況A條件之風速，並製定台灣本島東西部氣象站再現週期風速表，以便與現行設計標準比對，其中花蓮、台東、大武、恆春、成功、玉山、新竹、台中、台南等測站紀錄風速值大於回歸再現週期100年之風速值，此與表2-3超出最大風速之機率現象符合。其回歸後之東西部再現週期風速值均略小於現行設計標準值。代表現行設計標準值之基準風速值仍可滿足現今風力環境，而由本項分析結果也可得知台灣本島東西部區域輸電鐵塔使用年限內將遭遇之最大風速。3.2.2陣風因子分析如2.2.3節所言陣風風速為陣風因子乘以基準風速而得，實際上各氣象測站之基準風速及陣風因子並不相同故陣風風速亦不相同，而陣風風速直接影響基準速度壓值之大小，並將決定輸電鐵塔塔身材料使用強度。然基於輸電鐵塔用料成本管控簡化，故基準風速有其標準化之須要。現行設計標準之基準風速係採劃分風力級區方式，將台灣本島劃分為東西兩部份再依輸電線路之重要性，分別訂定陣風因子及基準速度壓之標準設計值，其中東部氣象測站包括：鞍部、竹子湖、淡水、基隆、宜蘭、蘇澳、花蓮、台東、大武、恆春、成功等；西部氣象測站包括：台北、新竹、台中、嘉義、台南、高雄、日月潭、阿里山、玉山、梧棲等。陣風因子之求法係以氣象測站收集之歷年各風速樣本之陣風因子（AverageValueofGustFactor,AG）即極大風速除與平均風速之值及標準偏差值（StandardDeviation,SD）為基本參數，再以此基本參數（AG、SD）分別加上1倍正負標準偏差值（AG+SD、AG-SD）及1.65倍標準偏差值（AG+1.65SD）而得，而後再以此建立之四個參數（AG、AG+SD、AG-SD、AG+1.65SD）使用線性回歸方式藉以求得各氣象站陣風因子之一次線性方程式（圖3-2）而得，圖中之橫軸為最大平均風速（Max.meanvelocityin10min）代表歷年最大平均風速樣本，縱軸為該樣本對應之上述四個參數。依此每一測站皆可透過此線性回歸方式求得統計年間內之陣風因子線性方程式。依上述分類方式將每一測站依所屬之區域予以整合分類後分別繪製東部區域（鞍部、竹子湖、淡水、基隆、宜蘭、蘇澳、花蓮、台東、大武、恆春、成功等）與西部區域（台北、新竹、台中、嘉義、台南、高雄、日月潭、阿里山、玉山、梧棲等）及台灣全島區域陣風因子，y與平均風速，x（單位m/s）關係圖（圖3-3、圖3-4、圖3-5），數據回歸而得其各自之陣風因子線性方程式如下。東部陣風因子線性方程式：y=-0.0303x+2.7369(3-1)6 西部陣風因子線性方程式：y=-0.048x+3.5205(3-2)台灣全島陣風因子線性方程式：y=-0.0352x+2.8492(3-3)透過該陣風因子線性方程式即可求得不同基準風速所對應之陣風因子，以便對與現行設計標準比對。以台灣全島陣風因子線性方程式（y=-0.0352x+2.8492）為例，當設計基準風速採用40m/sec十分鐘平均風速時，對應之台灣本島陣風因子為1.4，設計基準風速採用≦30m/sec十分鐘平均風速時對應之台灣本島陣風因子為1.8。3.3設計標準檢討3.3.1陣風風速及速度壓之比對由台灣本島再現週期風速表中之100年修正粗度風速紀錄得知東部地區紀錄風速最大值發生於成功測站（49.8m/sec）與原標準紀錄站鞍部站不同，而西部地區紀錄風速最大值發生於台北測站（39.8m/sec）與原標準紀錄站新竹站亦有所不同，顯示環境風場已產生變遷。本節擇定東西部最大陣風因子測站，求其陣風風速及速度壓。比較現行設計標準，其所得陣風風速及速度壓與現行設計標準對應結果如表3-2所示，與現行設計標準之分析值相當，因本次統計樣本數龐大，故分析所得之陣風風速及速度壓值應屬精準。3.3.2風速回歸後安全率速度壓值大小決定輸電鐵塔塔身材料之強度，故為了解現行設計標準所訂定速度壓值之可靠度，今將各氣象測站回歸後之速度壓值與現行設計標準之基準速度壓值作一比較，並以其安全率（SafetyRatio）為表示方法，該安全率值係以現行設計標準所訂定之基準速度壓值為分子並以回歸後之速度壓值為分母而得，運算結果得知其安全率值介於1~1.54間。上述安全率值若小於1，代表該氣象測站所處區域之輸電鐵塔可靠度不足，而安全率值愈大者，則代表輸電鐵塔構造物可靠度也愈高，但安全率值越大者相對也代表輸電鐵塔構造物材料成本愈高（使用高強度材料衍生之費用），故運算結果應可做為將來設計標準修訂時調整新基準速度壓值之參佐。四、結論本研究收集台灣本島主要各氣象測站歷年大量風速樣本資料，經統計回歸分析處理，並與現行台電公司規範設計標準比對結果獲得以下結論：（一）.各測站風速資料統計分析之100及200年再現週期風速值均低於台電公司現行規範設計標準風速，而經換算後之速度壓值亦小於現行設計標準之基準速度壓其安全率值均大於或等於1，然部份測站（玉山、台中、台南、竹子湖、基隆、宜蘭、恆春等）最大紀錄風速有大於200年之再現週期風速現象，顯示該等測站曾發生超出設計標準之風速，值得做為將來新標準訂定基準速度壓時之參考。（二）.統計分析結果得知西部風速最大值發生於台北站，最大紀錄風速為38.2（m/sec），7 修正後之100及200年再現週期風速分別為39.8（m/sec）及43.8（m/sec）；東部風速最大值發生於成功站，最大紀錄風速為52.3（m/sec），修正後之100及200年再現週期風速分別為49.8（m/sec）及54.4（m/sec），顯示仍有區分風力級區之必要性，為惟西部風速最大值發生於台北站，故將來新標準風力級區之訂定應可再增加北部風力級區（共北、東、西三區），應更能符合實際風力環境，對輸電鐵塔之材料興建成本亦更有助益。（三）.西部一般線路、重要線路陣風因子值分別為1.45、1.31（略小於設計值）；東部一般線路、重要線路陣風因子均為1.3與設計值相同。台灣全島十分鐘平均風速大於等於45m/s之陣風因子為1.26；而十分鐘平均風速小於等於30m/s之陣風因子為1.79；陣風因子與十分鐘平均風速兩者之間關係式為y=2.8492-0.0352x，統計分析所獲得之陣風因子應可引用於將來之新設計標準。謝誌在過去的求學生涯及職務上，並未接觸有關風工程方面的知識，經由指導教授蕭葆羲博士所開授的風工程課程，引領我進入風工程神秘堂奧的殿堂，方知風工程學問竟是如此浩翰。研究期間須要蒐集的風速樣本、各氣象測站的基本資料龐大且繁雜，以致在資料整合分析及論文撰寫的過程顯得力有未逮。還好指導教授蕭葆羲博士不厭其煩的指正，而復有公司林添益股長在風速樣本分析操作及台灣鐵塔公司黃承智兄在編輯資料上的提供與協助，使本論文得以順利完成，謹此致上深深的感謝。在海大二年的學習與研究過程中，感謝河工所每位師長的辛勤教導，使個人專業上獲得更多受用的知識；同時感謝口試委員—方富民教授與許泰文教授，對於本論文的指正與建議，使得本研究成果更具實用價值，這些都是沒齒難忘的。謹此，再次向各位幫助我成長的師長、朋友，以及我親愛的家人致上由衷的感謝！8 參考文獻1.台灣電力公司，「輸電鐵塔新設計標準」，1980年。2.鄭金國、蔡益超，「電信微波鐵塔抗風設計」中華民國結構工程學會，1998年12月。3.”WindLoadingandWind-InducedStructuralResponse”,publishbyASCE,NewYork,1987.4.Whitbread,R.E.,”TheInfluenceofShieldingontheWindForcesExperiencedbyArraysofLatticeframes”,Proceedingofthe5thInternationalConferenceonWindEngineering,July,1979.5.”WindForcesonStructures”,FinalReportofTheTaskCommitteeonWindForcesoftheCommitteeonLoadsandStressesoftheStructureDivision,ASCE.6.Bayer,C.,”DragCoefficientsofLatticedTower”JournalofStructuralEngineering.Vol.112,no.2,pp.417-430,1986.7.EdwardCohen,andHenriPerrin,”DesignofMultiLevelGuyedTowes,windLoading,”Proc.PaperNo.1355,ASCE,Vol.83,No.ST5,1957.8.內政部，「建築技術規則」，2003年。9.莊慶隆，「角桿桁架高塔風力預測」，碩士論文，私立淡江大學土木工程研究所，1990年。10.財團法人日本鐵塔協會，「鐵塔」第60號，1984年。11.張國鎮、林國源、楊嘉文、周一菁、蔡英聖，「架空輸電線路鐵塔結構及基礎耐震分析研究」，中華民國結構工程學會，1993年9月。12.蕭葆羲編著，「風工程」，國立台灣海洋大學河海工程系出版，成陽出版社發行，2005年。13.中華民國結構工程協會，「建築物風力規範條文、解說及示範例之研訂」，內政部建築研究所專題研究計劃，1996年6月。14.鄭金國、蔡益超、宋杰祥，「電信鐵塔設計規範」，中華電信股份有限公司長途及行動電話分公司委託研究案，1997年9月。15.日本電氣學會，「送電用支持物設計標準」，JEC-127，1979年。16.DaleH.Besterfield,”QualityControl”,PrenticeHall,Inc,1990.17.Gumbell,E.J.：Statisticsofextremes,ColumbiaUniversityPress,NewYork,1958.9 表2-1地面粗度修正係數（摘自台灣電力公司設計標準,1980年）地面粗度ABCDKR1.081.000.850.67表2-2基準速度壓（摘自台灣電力公司設計標準,1980年）基準速度壓對應風速（m/sec）荷重條件qo（kg/m2）基準風速陣風因子陣風一般線路20039.81.4557.7西部地區重要線路23044.91.3861.9一般線路26050.61.365.8東部地區重要線路30054.41.370.7表2-3超出最大風速之機率（摘自台灣電力公司設計標準,1980）T超出最大風速之機率P（％）備註Rn（年）n＝1n＝10n＝20n＝30n＝50P=1-【1-1/TR】％303.329496482TR：再現週期，如30年、50年、100年等。502.018334564n＝線路使用年限，如20年、50751.313243349年等。1001.09.61826391500.76.51318282000.54.99.514223000.33.36.59.5155000.22.03.95.89.510 表3-1台灣本島各氣象站週期風速統計表歷年最歷年最大標準歷年極大歷年極大標準統計統計期測站大風速平均風速偏差風速平均風速偏差期間間(m/sec)(m/sec)(S)(m/sec)(m/sec)(S)淡水41.720.58.632~9346.927.67.253~93鞍部43.026.37.035~9352.939.76.780~93台北33.017.37.7-11~9349.130.18.330~93竹子湖42.015.66.435~9366.027.89.670~93基隆50.722.37.55~9367.036.511.335~93花蓮45.018.57.9-1~9362.129.410.739~93蘇澳40.218.77.371~9368.634.312.271~93宜蘭50.718.98.325~9366.025.910.539~93台南38.215.64.6-15~9345.627.55.619~93高雄38.019.36.921~9353.029.47.951~93嘉義27.515.54.557~9342.724.16.457~93台中26.611.53.9-15~9340.121.16.139~93阿里山27.513.94.922~9331.520.55.439~93大武46.717.16.129~9343.327.612.939~93新竹33.415.85.530~9342.724.65.539~93恆春39.820.25.1-5~9349.432.414.030~93成功52.324.58.729~9378.433.414.639~93日月潭24.012.93.830~9354.027.216.763~93台東43.016.27.3-11~9351.826.08.239~93梧棲33.022.54.465~9349.735.06.366~93玉山49.727.25.932~8941.438.52.985~8911 圖1-1賽洛瑪颱風侵襲輸電鐵塔損壞情形照片圖1-2架空支持物比例圖（數據來源：台電公司企業網站http：//10.16.9.106/）鋼管桿1547座水泥桿13623座4.0％35.5％鐵塔16717座46.6％鐵塔鐵柱木桿鐵柱4053座木桿424座水泥桿10.6％1.1％鋼管桿12 圖3-1淡水氣象站風速歷時曲線50.045.0風速(m/sec)40.035.030.0歷年最大風速平均值20.5歷年極大風速平均值27.625.0最大風速20.0極大風速15.010.05.00.032374247525762677277828792歷年風速值(年度)圖3-2淡水站陣風因子與平均風速關係圖陣風因子5.0AG+1.65SDAG+SD4.5AGAG-SD4.0線性(AG+SD)3.53.02.52.0y=-0.0732x+3.6473R2=0.52111.51.00.50.05.010.015.020.025.030.035.0最大十分鐘平均風速m/sec13 圖3-3東部陣風因子與平均風速關係圖陣風因子4.50AG+1.65SDAG+SD4.00AGAG-SD線性(AG+SD)3.503.002.502.001.50y=-0.0303x+2.73691.00R2=0.26890.500.00510152025303540455055最大十分鐘平均風速m/sec陣風因子圖3-4西部陣風因子與平均風速關係圖6.00AG+1.65SDAG+SDAG5.00AG-SD線性(AG+SD)4.003.002.00y=-0.048x+3.5205R2=0.28891.000.00510152025303540最大十分鐘平均風速m/sec14 圖3-5全省陣風因子與平均風速關係圖陣風因子5.00AG+1.65SDAG+SD4.50AGAG-SD4.00線性(AG+SD)3.503.002.502.001.50y=-0.0352x+2.849221.00R=0.27550.50最大十分鐘平均風速m/sec0.005.010.015.020.025.030.035.040.045.050.055.015