成大轨道实验室 建置全国唯一「轮轴滚动机台」
▲成功大学土木工程学系，费时一年半在轨道工程实验室，精心打造出一台全国唯一的「轮轴滚动机台」。（图／成大提供）
成功大学土木工程学系为扩大轨道工程教学研究与技术展，费时一年半在轨道工程实验室精心打造出一台全国唯一的「轮轴滚动机台」，用以探讨轮、轨接触间的行车安全、评估地震特性与震度脱轨风险等，有了「轮轴滚动机台」，台湾将产生自己的本土轨道运输数据资料，也能培育出轨道运输新时代所需的人才。台铁之外，高铁、捷运、轻轨等大众运输交通工具蓬勃发展，让台湾轨道运输产业再起！然而，国内轨道运输相关的研究、技术以及人才培育却相对缺乏，因此相关铁道运输业要有好发展，除了懂得理论，还需有足够实验设备、模型等来验证学说与假设。成大土木系在103年新设轨道工程实验室，一入室内最引人注目的，即是台湾唯一完全仿造高雄轻轨轨道（长9.6公尺），一比一槽状嵌埋式、包覆减振材料的钢轨实体模型，由于轻轨行经的路线包括柏油路、草地、人行道等，实体模型也都没有忽略，等于将轻轨轨道原汁原味重现在实验室里。户外，则是台铁轨道实体模型，包括道碴轨道、无道碴轨道、转辙器、道岔等等一应俱全；为扩大轨道工程教学研究与技术展，今年又新设全国唯一的「轮轴滚动机台」。土木系郭振铭教授表示，列车行驶过程中，钢轮与钢轨间的关系会影响到行车安全、乘客舒适度，还会间接产生环境振动、噪音。轮、轨之间也与车辆设计、营运载重、速度、路线条件等有关，且又涉及养护成本，学理、立论都需要实际验证。但又不能在车辆行进中的轨道运输工具上做实验，只能在实验室来做研究，因此实验室仪器设备齐至关重要。在日本、德国等重视轨道技术研发的国家都有充足的设备；至今台湾轨道运输研究的相关数据都是引用国外资料，本土性不足，不免遗憾。郭振铭教授指出，实验室里的「轮轴滚动机台」是台湾唯一一台，国际市场上也买不到，国外实验室也是为实验而量身打造的。这座轮轴滚动机台，从构思到完成费时一年半，刚开始先构思所需的设备、设计大样，再找厂商施作，由于业者不曾接触过类似设备，曾花许多时间多次讨论、费心突破大小难题才大功告成。「轮轴滚动机台」，重约1.5吨，轮轴直径为实际钢轮一半，可模拟不同载重的反应，也可模拟钢轮左右摇摆蛇行的行为；最特别的是，还可以安装于土木系振动台上，以评估高速行驶下，不同的地震特性与震度可能带来的脱轨风险。轮轴滚动机台可实验的项目包括：验证钢轮蛇行的动行为，研究轮轨接触力如磨擦力、压力等的量测方法，验证不同载重与车速对钢轮振动的影响、计算脱轨系数，探讨轮轨磨擦噪音改善都市噪音问题、验证不同轨型接触情况如磨耗钢轨或已严重磨耗的钢轨等等。郭振铭教授表示，明年可望设计一台全尺寸的「轮轴滚动机台」，配合成大归仁校区的国家地震中心第二实验设的完工，全尺寸的机台也可以运到国震中心做大型的实验，以掌握不同震央的地震对轨道运输带来的冲击，建立起台湾自有的数据资料与技术发展。