1 日本中目黑站脱轨事故及原因
1.1 事故概况
2000年3月8日9时左右,日本帝都轨道交通公司日比谷线中目黑站内,运行在ａ线上属于帝都公司的第ａ861ｓ列车的第8节车的前转向架在18.34ｋｍ处脱轨,并与运行在ｂ线上属于东武公司的第ｂ801ｔ列车的第5节和第6节车端部相撞,造成5人死亡、60多人受伤的重大事故。
脱轨发生在与半径为160ｍ的圆曲线相连的缓和曲线入口处附近,坡度为35‰,轨道结构为50ｋｇ钢轨,每公里枕木为1600根,采用双重弹性固定装置,道碴厚为25ｃｍ,脱轨附近于1999年10月更换了钢轨,并进行了打磨[1]。
1.2 影响事故的主要因素
为了说明该车辆在何种情况下会发生脱轨,在进行现场试验的同时,还采用仿真的方法,以再现当时的事故情况。事故发生后,日本运输省成立了事故调查委员会,进行事故原因分析,认为下面的因素是值的重视的:(1)线路平纵断面条件;(2)静态轮重的平衡性;(3)空气弹簧的调整、设置、动作状况;(4)转向架的设计、制造和组装等;(5)车轮的踏面形状、车轮直径;(6)轨道的平顺性;(7)钢轨的打磨形状;(8)涂油状况;(9)脱轨时的速度、扭曲、车钩等。
1.3 事故主要原因
经过分析,得出这次脱轨为爬轨脱轨,事故的主要原因为:
(1)静态轮重存在不平衡
脱轨的车辆由于破坏,无法测量其静轮重。但根据制造的记录及同样车型的测量结果,表明脱轨车辆存在左右轮有较大的不平衡性,认为这是脱轨的主要原因。
(2) 车辆、轮轨间的摩擦系数
由于列车对数增加,钢轨温度上升,事故发生时,摩擦系数增大,而使横压增大,引起脱轨。
(3) 转向架的曲线通过性能
脱轨车辆的前后弹簧刚度比较大,通过曲线时,横压增大,同时由于线路的平面线形的变化,轮重减载率较大,引起脱轨。
2 对轨道交通轮轨关系的再认识和启示[1,2]
轨道交通安全是一个大系统工程,涉及的面很广,其评价方法也有很多。在文献[2]中对轨道交通潜在的危险进行了分类。列车脱轨的根本原因是列车的轮轨关系不好。因此在这次事故后,日本对轨道交通的安全管理提出了一些新措施,这些措施对我国的轨道交通安全运营是有借鉴作用的。
2.1 加强静态轮重的管理
从日本中目黑站事故调查结果来看,车辆静态轮重的不平衡是导致爬轨脱轨的最大原因。
对于静态轮重管理,各个部门并不是很重视,其管理方式是根据空气弹簧高度和轴箱与转向架的尺寸进行间接管理,没有利用实测轮重进行静态轮重的管理。到目前为止,还没有制定静态轮重的管理方法。
2.2 加强轨道三角坑的管理
由于轨面存在三角坑的不平顺,对脱轨产生了很大的影响。三角坑是轨道管理中一个重要的指标,日本制定了统一的管理标准。但因其大小和车辆的转向架长度有很大关系,因此在日常的管理工作,要根据线路上运行的车辆,确定详细的指标。
2.3 钢轨打磨形状和作业标准
脱轨处的外轨截面因打磨,对爬轨脱轨的车轮上升量有影响,为了尽量降低钢轨截面形状对脱轨的影响,在小半径曲线的外轨打磨时,避免打磨时向钢轨轨肩上侧倾斜,保证其摩擦系数。钢轨打磨大多数是委托给其它企业来完成的,其结果也可能对脱轨产生影响,因此在委托时,不应该全部委托,而是在作业内容上进行深入的研究。
2.4 需进一步研究的问题
(1)关于爬轨脱轨的安全评价问题
目前评价列车的安全指标,采用脱轨系数、轮重减载率、轮轨横向力。在我国铁路部门对这三个指标重新进行修订[4],对城市轨道交通也存在一个重新认识的问题,应该用哪个指标来评价其安全度,是否要根据城市轨道交通的特点对新的评价指标进行补充,是值得认真探讨的。
(2) 增设护轨的设置标准
为防止列车爬轨脱轨,日本在日比谷线脱轨事故后,对小半径曲线(<200ｍ)设置了防列车脱轨的护轨,但护轨的设置标准不应该是曲线半径的大小,应该根据脱轨的安全评价方法,对每个曲线进行评价后,再决定是否要增设护轨。在这里存在一个护轨的设置标准问题。
(3) 轮轨间润滑对策
轮轨间的摩擦系数对脱轨有很大的影响,摩擦系数的大小随温度、湿度等天气状况和列车的通过对数有关系,其变化原因较为复杂,需要进行基础理论的研究。
参考文献
1 内田雅夫.地下铁日比谷线脱轨事故的原因调查(日文).土木学会志,2000(10):71～73
2 陈 海.关于中目黑站内列车脱轨相撞事故的调查.国外铁道车辆,2002(7):32～38
3 吴 涛.安全评估方法在轨道交通的应用.城市轨道交通研究,2002(3):52～55
4 翟婉明.货物列车动力学性能评定标准的研究与建议方案.铁道车辆,2002(1):13～18
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