成大軌道實驗室 建置全國唯一「輪軸滾動機臺」
▲成功大學土木工程學系，費時一年半在軌道工程實驗室，精心打造出一臺全國唯一的「輪軸滾動機臺」。（圖／成大提供）
成功大學土木工程學系爲擴大軌道工程教學研究與技術展，費時一年半在軌道工程實驗室精心打造出一臺全國唯一的「輪軸滾動機臺」，用以探討輪、軌接觸間的行車安全、評估地震特性與震度脫軌風險等，有了「輪軸滾動機臺」，臺灣將產生自己的本土軌道運輸數據資料，也能培育出軌道運輸新時代所需的人才。臺鐵之外，高鐵、捷運、輕軌等大衆運輸交通工具蓬勃發展，讓臺灣軌道運輸產業再起！然而，國內軌道運輸相關的研究、技術以及人才培育卻相對缺乏，因此相關鐵道運輸業要有好發展，除了懂得理論，還需有足夠實驗設備、模型等來驗證學說與假設。成大土木系在103年新設軌道工程實驗室，一入室內最引人注目的，即是臺灣唯一完全仿造高雄輕軌軌道（長9.6公尺），一比一槽狀嵌埋式、包覆減振材料的鋼軌實體模型，由於輕軌行經的路線包括柏油路、草地、人行道等，實體模型也都沒有忽略，等於將輕軌軌道原汁原味重現在實驗室裡。戶外，則是臺鐵軌道實體模型，包括道碴軌道、無道碴軌道、轉轍器、道岔等等一應俱全；爲擴大軌道工程教學研究與技術展，今年又新設全國唯一的「輪軸滾動機臺」。土木系郭振銘教授表示，列車行駛過程中，鋼輪與鋼軌間的關係會影響到行車安全、乘客舒適度，還會間接產生環境振動、噪音。輪、軌之間也與車輛設計、營運載重、速度、路線條件等有關，且又涉及養護成本，學理、立論都需要實際驗證。但又不能在車輛行進中的軌道運輸工具上做實驗，只能在實驗室來做研究，因此實驗室儀器設備齊至關重要。在日本、德國等重視軌道技術研發的國家都有充足的設備；至今臺灣軌道運輸研究的相關數據都是引用國外資料，本土性不足，不免遺憾。郭振銘教授指出，實驗室裡的「輪軸滾動機臺」是臺灣唯一一臺，國際市場上也買不到，國外實驗室也是爲實驗而量身打造的。這座輪軸滾動機臺，從構思到完成費時一年半，剛開始先構思所需的設備、設計大樣，再找廠商施作，由於業者不曾接觸過類似設備，曾花許多時間多次討論、費心突破大小難題才大功告成。「輪軸滾動機臺」，重約1.5噸，輪軸直徑爲實際鋼輪一半，可模擬不同載重的反應，也可模擬鋼輪左右搖擺蛇行的行爲；最特別的是，還可以安裝於土木系振動臺上，以評估高速行駛下，不同的地震特性與震度可能帶來的脫軌風險。輪軸滾動機臺可實驗的項目包括：驗證鋼輪蛇行的動行爲，研究輪軌接觸力如磨擦力、壓力等的量測方法，驗證不同載重與車速對鋼輪振動的影響、計算脫軌係數，探討輪軌磨擦噪音改善都市噪音問題、驗證不同軌型接觸情況如磨耗鋼軌或已嚴重磨耗的鋼軌等等。郭振銘教授表示，明年可望設計一臺全尺寸的「輪軸滾動機臺」，配合成大歸仁校區的國家地震中心第二實驗設的完工，全尺寸的機臺也可以運到國震中心做大型的實驗，以掌握不同震央的地震對軌道運輸帶來的衝擊，建立起臺灣自有的數據資料與技術發展。