杜風 92 期 特別報導

KEYSTONE 結構學與流體力學實驗

童昱軒

土木三

 

連接兩地的一條線-台大土木x實踐建築橋梁工作營

「建築與土木到底有什麼不一樣?」

這是大家最常問的問題,而我也就很直覺地回答「建築做外觀,土木做結構」,然而什麼感覺都沒有,但就在大二下修這堂課時,我有了深刻的體會。

「一個月之內,土木系與建築系合作,搭出一座跨距7公尺以上的人行橋。」老師沒有在跟我們開玩笑,早在當初選這門課時也已經做好心理準備了,但過程卻遠比我們想像的艱辛。

土木與建築認真說起來是真的很不一樣,前者注重可行性,後者注重美感,如何在兩者之中取得平衡,考驗著我們小組間的溝通與信賴。

剛開始一個禮拜可以說是撞牆期,我們幾乎無法達成共識,做了很多模型、畫了很多設計圖,卻始終無法決定橋的樣式,第一次評圖的結果,當然也沒有很理想;時間過得很快,轉眼已經進入模型載重與木橋製作階段,我們拿了「眾模型」之中比較穩固的一座,放上了載重塊,結果出乎我們的意料,模型比預期的更為堅固,「那就做這一座吧!」大家似乎在迷茫之中尋得了方向。

 

 

 

很快的,我們進入木工廠著手建造木橋,起初許多小元件的製作上並沒有太大的困難,但漸漸地,組裝後發現橋體越來越重,從中元件到大元件,已經不是一兩個人可以抬得起來了。

 

 

 

 

 

後來,我們都瞭解了,從小模型到等比例實體,忘了把材料本身的重量算進去,以及忽略考量如何施工的問題,導致橋拱本身無法穩固,因為高度太高,在抬升過程中造成扭力使橋變形,最後,發生了我們最不願看見的事。


      橋垮了。

 

 

 

那一瞬間,所有人都愣住了,無法相信眼前的事實,疲累、無奈、失望…,所有情緒都隨著清晨的太陽漸漸浮現。

那一天是總評的日子,看著別組完成的作品,聽著他們的解說,反觀沒有成品的我們,雖然失望但並沒有放棄,評圖後檢討了失敗的原因,最後決定:我們再重建一座橋!

神奇的是,這次的過程比第一次快上許多,也許是知道之前犯下的錯誤以及不適當的方法,討論起來更有效率,而我們之間也能達成許多共識了。

 

 

 

 



一個星期,我們真的只花了一個星期就把第二座橋搭了出來了,相較於第一次,我們在設計時就已經把施工流程給排定,並適當分工,在基地搭建時事先把可能遇到的問題都想好應對方法,才能有如此的效率。

 

 

 

雖然第一座橋倒了,但我們卻因此學到更多,也在彼此所屬的陌生領域之間搭起了一座橋樑。建築與土木密不可分,強建築而弱結構,華麗卻不穩固;弱建築而強結構,堅固卻不美觀,如何在兩者之間取得平衡,是我們永遠都在追尋的答案!

 

 

紅銅水玩具

蓋完木橋,已經要進入下半學期了,而時間總是在爆肝工作中快速流失。

「這次你們要用氫氧焰機焊接紅銅做出水面漂浮玩具,並寫下專利」

聽起來比起蓋橋,好像沒有那麼嚇人了,但我們都錯了。老師每次所給的目標都是充滿挑戰的。

所謂玩具,就是要可以玩、要有機關、要有趣,但重點是我們手上只有兩個高壓瓶、兩片紅銅板、一台氫氧焰機和數不盡的銅管、銅線與焊錫,怎麼想都不可能生出一個玩具阿……?確實,只有以上這些東西當然做不出玩具,還要自己找時間去興城街採購之後要用的零件才能順利完成任務。

起初,玩具設計也是讓我們摸不著頭緒,有人想做敲擊樂器、有的做奶泡攪拌器、而我只覺得腦袋一片混亂,要把高壓應用在玩具上,怎麼想都只有空氣手槍之類的,後來也曾有個想法在生態池(期末展示地點)打靶算了,但礙於機構以及生態池整潔,還是放棄了。

「既然要在生態池展示,那裡有魚,那我們乾脆來釣魚算了!」組員G突然有了這個瘋狂的提議,雖然瘋狂,但我們不知怎地竟也一起栽進這個浩大工程裡。

很快地,需要的機關都想出來了,接著要面對的難題就是細部設計與材料選購,若買不到必要的零件,我們的設計也終將胎死腹中;很幸運地,該用到的材料都買到了,組裝之後就可以開始測試與誤差調整了。

 

 


考慮到釣竿的彈性,我們測試了鋁棒與銅棒,並反覆測試了釣竿末端的配重,好讓釣線能順利彈射以及被高壓水柱驅動的轉盤收回;另外考慮到玩具的豐富度,我們也做了單向齒輪驅動的旋轉機關,第一次按照自己的想法設計齒輪機關,充滿挑戰卻也不乏成就感。

 

 


幸好在這過程中並沒有遇到太大的挫折,面臨的問題也都順利解決,最後經過不斷反覆測試,終於在展示前完工了!

 

 

 

 


下水啟動機關的那一刻,我們難掩雀躍心情,看到親手設計的玩具順利運轉,心中燃起說甚麼也無法取代的感動,之前所遭遇的挫折與無數爆肝的夜晚終於值得了!

 

影片

 

一切當然還沒有結束,我們還有一份專利書要寫,整份英文敘述加上圖說確實花了我們不少心思,光是專詞翻譯就想了老半天,還有複雜的管線配置圖,不過跟之前相比,這已經不算什麼了。

 

 


如果你問我大學做過什麼瘋狂事,我會還不猶豫地說我修了KEYSTONE,即便大二下的必修很重,熬夜已經是常態,再加上許多系上活動要準備,經常處於崩潰的臨界值,但在這堂課所完成與學習的,卻是遠遠大於當初的期待。

 

 


 

 

不要害怕面臨挑戰,因為挑戰能激發創意!我們總要在智識被耗盡之後,才能重新覓得不同於以往的思維,在土木系一系列實作課程中,我們始終如此。

 

 

 

 

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