日本城市軌道交通站內(nèi)脫軌原因及啟示1日本中目黑站脫軌事故及原因1.1事故概況 2000年3月8日9時(shí)左右,日本帝都軌道交通公司日比谷線中目黑站內(nèi),運(yùn)行在Ａ線上屬于帝都公司的第Ａ861Ｓ列車的第8節(jié)車的前轉(zhuǎn)向架在18.34ｋｍ處脫軌,并與運(yùn)行在Ｂ線上屬于東武公司的第Ｂ801Ｔ列車的第5節(jié)和第6節(jié)車端部相撞,造成5人死亡、60多人受傷的重大事故。 脫軌發(fā)生在與半徑為160ｍ的圓曲線相連的緩和曲線入口處附近,坡度為35‰,軌道結(jié)構(gòu)為50ｋｇ鋼軌,每公里枕木為1600根,采用雙重彈性固定裝置,道碴厚為25ｃｍ,脫軌附近于1999年10月更換了鋼軌,并進(jìn)行了打磨[1]。1.2影響事故的主要因素 為了說明該車輛在何種情況下會發(fā)生脫軌,在進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)的同時(shí),還采用仿真的方法,以再現(xiàn)當(dāng)時(shí)的事故情況。事故發(fā)生后,日本運(yùn)輸省成立了事故調(diào)查委員會,進(jìn)行事故原因分析,認(rèn)為下面的因素是值的重視的:(1)線路平縱斷面條件;(2)靜態(tài)輪重的平衡性;(3)空氣彈簧的調(diào)整、設(shè)置、動作狀況;(4)轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)、制造和組裝等;(5)車輪的踏面形狀、車輪直徑;(6)軌道的平順性;(7)鋼軌的打磨形狀;(8)涂油狀況;(9)脫軌時(shí)的速度、扭曲、車鉤等。1.3事故主要原因 經(jīng)過分析,得出這次脫軌為爬軌脫軌,事故的主要原因?yàn)?(1)靜態(tài)輪重存在不平衡 脫軌的車輛由于破壞,無法測量其靜輪重。但根據(jù)制造的記錄及同樣車型的測量結(jié)果,表明脫軌車輛存在左右輪有較大的不平衡性,認(rèn)為這是脫軌的主要原因。(2)車輛、輪軌間的摩擦系數(shù)由于列車對數(shù)增加,鋼軌溫度上升,事故發(fā)生時(shí),摩擦系數(shù)增大,而使橫壓增大,引起脫軌。(3)轉(zhuǎn)向架的曲線通過性能 脫軌車輛的前后彈簧剛度比較大,通過曲線時(shí),橫壓增大,同時(shí)由于線路的平面線形的變化,輪重減載率較大,引起脫軌。2對軌道交通輪軌關(guān)系的再認(rèn)識和啟示[1,2] 軌道交通安全是一個(gè)大系統(tǒng)工程,涉及的面很廣,其評價(jià)方法也有很多。在文獻(xiàn)[2]中對軌道交通潛在的危險(xiǎn)進(jìn)行了分類。列車脫軌的根本原因是列車的輪軌關(guān)系不好。因此在這次事故后,日本對軌道交通的安全管理提出了一些新措施,這些措施對我國的軌道交通安全運(yùn)營是有借鑒作用的。2.1加強(qiáng)靜態(tài)輪重的管理 從日本中目黑站事故調(diào)查結(jié)果來看,車輛靜態(tài)輪重的不平衡是導(dǎo)致爬軌脫軌的最大原因。 對于靜態(tài)輪重管理,各個(gè)部門并不是很重視,其管理方式是根據(jù)空氣彈簧高度和軸箱與轉(zhuǎn)向架的尺寸進(jìn)行間接管理,沒有利用實(shí)測輪重進(jìn)行靜態(tài)輪重的管理。到目前為止,還沒有制定靜態(tài)輪重的管理方法。2.2加強(qiáng)軌道三角坑的管理 由于軌面存在三角坑的不平順,對脫軌產(chǎn)生了很大的影響。三角坑是軌道管理中一個(gè)重要的指標(biāo),日本制定了統(tǒng)一的管理標(biāo)準(zhǔn)。但因其大小和車輛的轉(zhuǎn)向架長度有很大關(guān)系,因此在日常的管理工作,要根據(jù)線路上運(yùn)行的車輛,確定詳細(xì)的指標(biāo)。2.3鋼軌打磨形狀和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 脫軌處的外軌截面因打磨,對爬軌脫軌的車輪上升量有影響,為了盡量降低鋼軌截面形狀對脫軌的影響,在小半徑曲線的外軌打磨時(shí),避免打磨時(shí)向鋼軌軌肩上側(cè)傾斜,保證其摩擦系數(shù)。鋼軌打磨大多數(shù)是委托給其它企業(yè)來完成的,其結(jié)果也可能對脫軌產(chǎn)生影響,因此在委托時(shí),不應(yīng)該全部委托,而是在作業(yè)內(nèi)容上進(jìn)行深入的研究。2.4需進(jìn)一步研究的問題(1)關(guān)于爬軌脫軌的安全評價(jià)問題 目前評價(jià)列車的安全指標(biāo),采用脫軌系數(shù)、輪重減載率、輪軌橫向力。在我國鐵路部門對這三個(gè)指標(biāo)重新進(jìn)行修訂[4],對城市軌道交通也存在一個(gè)重新認(rèn)識的問題,應(yīng)該用哪個(gè)指標(biāo)來評價(jià)其安全度,是否要根據(jù)城市軌道交通的特點(diǎn)對新的評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行補(bǔ)充,是值得認(rèn)真探討的。(2)增設(shè)護(hù)軌的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn) 為防止列車爬軌脫軌,日本在日比谷線脫軌事故后,對小半徑曲線(<200ｍ)設(shè)置了防列車脫軌的護(hù)軌,但護(hù)軌的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)該是曲線半徑的大小,應(yīng)該根據(jù)脫軌的安全評價(jià)方法,對每個(gè)曲線進(jìn)行評價(jià)后,再決定是否要增設(shè)護(hù)軌。在這里存在一個(gè)護(hù)軌的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)問題。(3)輪軌間潤滑對策 輪軌間的摩擦系數(shù)對脫軌有很大的影響,摩擦系數(shù)的大小隨溫度、濕度等天氣狀況和列車的通過對數(shù)有關(guān)系,其變化原因較為復(fù)雜,需要進(jìn)行基礎(chǔ)理論的研究。參考文獻(xiàn)1內(nèi)田雅夫.地下鐵日比谷線脫軌事故的原因調(diào)查(日文).土木學(xué)會志,2000(10):71～732陳　海.關(guān)于中目黑站內(nèi)列車脫軌相撞事故的調(diào)查.國外鐵道車輛,2002(7):32～383吳　濤.安全評估方法在軌道交通的應(yīng)用.城市軌道交通研究,2002(3):52～554 翟婉明.貨物列車動力學(xué)性能評定標(biāo)準(zhǔn)的研究與建議方案.鐵道車輛,2002(1):13～18