日本城市軌道交通站內脫軌原因及啟示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時左右,日本帝都軌道交通公司日比谷線中目黑站內,運行在Ａ線上屬于帝都公司的第Ａ861Ｓ列車的第8節車的前轉向架在18.34ｋｍ處脫軌,并與運行在Ｂ線上屬于東武公司的第Ｂ801Ｔ列車的第5節和第6節車端部相撞,造成5人死亡、60多人受傷的重大事故。 脫軌發生在與半徑為160ｍ的圓曲線相連的緩和曲線入口處附近,坡度為35‰,軌道結構為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生脫軌,在進行現場試驗的同時,還采用仿真的方法,以再現當時的事故情況。事故發生后,日本運輸省成立了事故調查委員會,進行事故原因分析,認為下面的因素是值的重視的:(1)線路平縱斷面條件;(2)靜態輪重的平衡性;(3)空氣彈簧的調整、設置、動作狀況;(4)轉向架的設計、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)脫軌時的速度、扭曲、車鉤等。1.3事故主要原因 經過分析,得出這次脫軌為爬軌脫軌,事故的主要原因為:(1)靜態輪重存在不平衡 脫軌的車輛由于破壞,無法測量其靜輪重。但根據制造的記錄及同樣車型的測量結果,表明脫軌車輛存在左右輪有較大的不平衡性,認為這是脫軌的主要原因。(2)車輛、輪軌間的摩擦系數由于列車對數增加,鋼軌溫度上升,事故發生時,摩擦系數增大,而使橫壓增大,引起脫軌。(3)轉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,橫壓增大,同時由于線路的平面線形的變化,輪重減載率較大,引起脫軌。2對軌道交通輪軌關系的再認識和啟示[1,2] 軌道交通安全是一個大系統工程,涉及的面很廣,其評價方法也有很多。在文獻[2]中對軌道交通潛在的危險進行了分類。列車脫軌的根本原因是列車的輪軌關系不好。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營是有借鑒作用的。2.1加強靜態輪重的管理 從日本中目黑站事故調查結果來看,車輛靜態輪重的不平衡是導致爬軌脫軌的最大原因。 對于靜態輪重管理,各個部門并不是很重視,其管理方式是根據空氣彈簧高度和軸箱與轉向架的尺寸進行間接管理,沒有利用實測輪重進行靜態輪重的管理。到目前為止,還沒有制定靜態輪重的管理方法。2.2加強軌道三角坑的管理 由于軌面存在三角坑的不平順,對脫軌產生了很大的影響。三角坑是軌道管理中一個重要的指標,日本制定了統一的管理標準。但因其大小和車輛的轉向架長度有很大關系,因此在日常的管理工作,要根據線路上運行的車輛,確定詳細的指標。2.3鋼軌打磨形狀和作業標準 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,避免打磨時向鋼軌軌肩上側傾斜,保證其摩擦系數。鋼軌打磨大多數是委托給其它企業來完成的,其結果也可能對脫軌產生影響,因此在委托時,不應該全部委托,而是在作業內容上進行深入的研究。2.4需進一步研究的問題(1)關于爬軌脫軌的安全評價問題 目前評價列車的安全指標,采用脫軌系數、輪重減載率、輪軌橫向力。在我國鐵路部門對這三個指標重新進行修訂[4],對城市軌道交通也存在一個重新認識的問題,應該用哪個指標來評價其安全度,是否要根據城市軌道交通的特點對新的評價指標進行補充,是值得認真探討的。(2)增設護軌的設置標準 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)設置了防列車脫軌的護軌,但護軌的設置標準不應該是曲線半徑的大小,應該根據脫軌的安全評價方法,對每個曲線進行評價后,再決定是否要增設護軌。在這里存在一個護軌的設置標準問題。(3)輪軌間潤滑對策 輪軌間的摩擦系數對脫軌有很大的影響,摩擦系數的大小隨溫度、濕度等天氣狀況和列車的通過對數有關系,其變化原因較為復雜,需要進行基礎理論的研究。參考文獻1內田雅夫.地下鐵日比谷線脫軌事故的原因調查(日文).土木學會志,2000(10):71～732陳 海.關于中目黑站內列車脫軌相撞事故的調查.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用.城市軌道交通研究,2002(3):52～554 翟婉明.貨物列車動力學性能評定標準的研究與建議方案.鐵道車輛,2002(1):13～18
