工學院楊永斌院長高鐵科技新書Vehicle-Bridge Interaction Dynamics問世

由楊永斌院長及兩位前研究生,姚忠達和吳演聲博士共同完成,長達530頁的高鐵科技新書:Vehicle-Bridge Interaction Dynamics-with applications to high-speed railways,預定今年七月由World Scientific出版全球發行。本書是目前有關高速鐵路研究,涵蓋面最廣、涉獵問題最深,也可以說是技術層面最先進的書籍,裡面所解決的問題,有不少都是屬於文獻中第一次觸及,意義非常重大。

本書主要是在探討高速列車運行時所產生的橋梁振動,這是因為列車行進速度高達每小時三至五百公里,幾達飛機航速之半,所伴隨之動能非常之大,使得列車與橋梁間產生了強烈的互制作用,在某些情況下,甚至會產生共振,這是傳統鐵路和公路橋梁所未曾遭遇到的問題。高鐵所衍生的振動與安全問題,是當今結構工程界最重要的課題之一,1998年六月間德國高鐵肇事,死亡百餘人,輕重傷三百餘人;2000年三月日本東京地下鐵亦曾因列車出軌,造成人員之傷亡,均應引以為殷鑑。

楊院長從1990年開始,陸續在國科會及相關單位的贊助下,進行一系列有關高速鐵路車橋互制動力問題的研究,十幾年來的研究成果,多半均發表於國際重要期刊上,目前由楊院長(Y. B. Yang)所帶領的團隊所發表的論文,被國際同儕引用的頻率非常高,具有相當高的國際聲望,其中有一篇並且獲得Engineering Structures國際期刊2003年的年度論文獎Munro Prize。此一書籍的問世,更可奠定臺灣學者在此一領域的領先地位。

楊院長近年來的重要研究成果,均收錄在此一書籍中,本書的特色包括:一、依據列車軸距與橋梁共振和相消條件,提出橋梁最佳化設計準則,以為車型選擇與橋梁設計的基礎。二、建立一系列有效的車橋互制元素,可模擬各種不同類型的車橋互制振動,同時算出橋梁和車輛的振動,而後者正是評估乘客舒適度的依據。三、首度完整的探討橋梁的彈性支承墊,對列車通過橋梁時,所產生的振幅放大效應。四、首度建立曲梁受到移動質量作用時,因離心力而產生的水平振動效應。五、研究兩列方向相反的高速列車,在橋上會車時的動力反應。六、建立列車經過橋梁時遭遇地震的物理模型,可以評估列車行進間,遭遇地震時出軌的可能性。

這是楊院長所發表的第二本英文書,1994年他也曾與另一位前研究生郭世榮博士,共同完成一本非線性力學方面的書籍,名為Theory and Analysis of Nonlinear Framed Structures,由Prentice Hall出版。