李偉

(鐵道警官高等專科學(xué)校公安技術(shù)系，河南鄭州450053)

列車脫軌是行車常見慣性事故，鐵路的機(jī)務(wù)、車務(wù)、工務(wù)、電務(wù)、車輛五大部門都發(fā)生過列車脫軌責(zé)任事故。有些脫軌事故只涉及某一個部門，更多的列車脫軌事故發(fā)生是多個部門的綜合因素的疊加，給事故責(zé)任認(rèn)定及防止對策造成一定困難［1］。因此，認(rèn)真細(xì)致地進(jìn)行列車脫軌事故現(xiàn)場勘查對于更好地處理事故現(xiàn)場就顯得至關(guān)重要。

一、脫軌事故的原因

由于列車輪軌系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行行為復(fù)雜，造成列車脫軌的原因很多，往往不是單一的因素，多是由機(jī)車操控、列車編組、線路狀況、車輛結(jié)構(gòu)性能等諸因素相互作用，造成較大的輪軌橫向力或較大的側(cè)輪重減藏率所形成［2］。從力學(xué)的角度分析，發(fā)生脫軌的原因主要有以下幾個方面。

(一)線路狀態(tài)

1.列車通過曲線時，為了給運(yùn)動的列車提供一個向心力，曲線外軌要比內(nèi)軌超高，外軌的超高值是根據(jù)該曲線的半徑及列車速度的大小來確定的。在設(shè)計(jì)速度下，外軌超高提供的向心力可全部平衡離心力。隨著鋼軌的磨耗，超高不足，當(dāng)?shù)偷揭欢ㄏ薅葧r，向心力不能平衡離心力，車輪的輪緣就會擠壓外軌內(nèi)側(cè)面，使車體轉(zhuǎn)向架受到橫向力的作用，這時車輪內(nèi)側(cè)減載，外側(cè)增載，列車就出現(xiàn)脫軌的危險。同時，當(dāng)列車低于平均速度運(yùn)行時，外輪導(dǎo)向力降低，內(nèi)側(cè)輪增載，也加大了脫軌的可能性。

2.列車通過緩和曲線地段時，由于外軌超高，兩側(cè)鋼軌不在同一平面而處于扭曲狀態(tài)。當(dāng)車輛由直線進(jìn)入緩和曲線時，導(dǎo)向輪對的外側(cè)輪輪重增載;而當(dāng)列車由曲線駛?cè)刖徍颓€時，輪對外側(cè)輪輪重減載。同時，外軌超高使一個車輪浮起，加上軌道不平造成的車輛劇烈搖擺，脫軌的可能性增加。

3.軌道涌坑造成列車脫軌。軌道三角坑即線路不平順，會引起車輛轉(zhuǎn)向架呈三輪支撐一輪懸浮的狀態(tài)［3］，當(dāng)出現(xiàn)較大的橫向力時即可引起脫軌。

4.在S形曲線上，當(dāng)機(jī)車推進(jìn)時，車輛之間的縱向力將使橫向力加大，其車鉤壓縮作用力所產(chǎn)生的力矩使前后轉(zhuǎn)向架橫向力增大，過大的橫向力使鋼軌軌距加寬，造成車輛輪對安全搭載量不足，使車輪漏下鋼軌，也稱為掉軌。

5.道岔不良造成脫軌。當(dāng)?shù)啦眍愜夗斆孢^低，尖軌尖端與勘查軌不密貼、護(hù)輪軌擊累栓所折損等情況存在時，均會造成列車脫軌。

6.線路軌道靜態(tài)幾何尺寸容許偏差值不符合《鐵路線路維修規(guī)則》的要求造成脫軌的發(fā)生于小半徑直線。道岔附帶曲線等處，常見的原因有鋼軌肥邊、擔(dān)件松動、脹軌、斷軌等。如在曲線處因鋼軌肥邊造成線路軌距過小，正矢嚴(yán)重超限，列車車輪爬上鋼軌造成脫軌。

7.障礙物侵入線路限界造成列車脫軌，常見的障礙物有路村路料、前方列車上脫落的貨物、犯罪嫌疑人置放的障礙物等。

(二)車輛編組方式

1.長短車混編。當(dāng)長短車混合編組行駛在曲線上時，長車對短車有較大的指向曲線外側(cè)的橫向力。如列車高速運(yùn)行而突然緊急制動，此時通過車鉤傳來的沖擊力將使橫向力猛增，如果短車是空車，則脫軌可能性極大。

2.空重車混編。在重載車輛之間或補(bǔ)機(jī)與重載車輛之間編組有輕載車輛的情況下，在補(bǔ)機(jī)推進(jìn)時輕載車輛脫軌可能性大。其原因是列車上坡速度下降，補(bǔ)機(jī)推送而形成前阻后擁態(tài)勢，這將導(dǎo)致輕載車輛被向上抬起，此時如處于曲線上，則輕載車輛由于輪重減載和橫向力作用較大而形成脫軌。

由于重載車輛比空載車輛輪軌接觸關(guān)系要好，空載車輛在運(yùn)行中更易懸浮，其空車的脫軌系數(shù)遠(yuǎn)比重車大，其車輛運(yùn)行品質(zhì)隨運(yùn)行速度的提高而變差，脫軌的可能性逐步加大［4］。

(三)車輛結(jié)構(gòu)狀態(tài)

1.當(dāng)轉(zhuǎn)向架和車體的扭轉(zhuǎn)剛度與軸箱彈簧垂直剛度較大且車輛通過曲線時，適應(yīng)性較差，易造成較大的輪重減載而脫軌。

2.車輛旁承間隙過小，阻礙轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)動，當(dāng)車輛通過曲線時，摩擦力矩增大，輪緣橫向力也增加，容易造成脫軌。

3.車體短而重心高的車輛，抗脫軌安全性較差。其主要原因是軌道的連續(xù)不平順波與車輛自振頻率耦合造成側(cè)滾，引起車輛輪重驟增或驟減，脫軌可能性急劇增大。有學(xué)者認(rèn)為，當(dāng)貨物裝載重心過高時，輪軌橫向力、脫軌系數(shù)和輪重減載率都大大超過《鐵道車輛動力學(xué)性能評定和試驗(yàn)鑒定規(guī)范》(GB5599－85)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，貨車極有可能脫軌［2］。

4.列車走行部件異常造成脫軌，如車輪碾堆、制動梁脫落以及車輛燃軸、切軸等。

(四)裝載貨物的影響

貨物偏載將使重心偏向一側(cè)，致使車輛一側(cè)車輪減載而另一側(cè)車輪增載，會引起車輪懸起。當(dāng)懸起量大于輪緣高度時，便可能造成懸浮脫軌。此種脫軌的落軌點(diǎn)距鋼軌很近。

(五)機(jī)車原因

列車速度過高或過低都可以造成脫軌。由于車輪具有踏面錐度，輪緣與鋼軌側(cè)面間有間隙存在，輪對在運(yùn)動過程中很容易發(fā)生蛇行運(yùn)動，輪軸中心的運(yùn)動軌跡為一定周期的S型曲線。而發(fā)生蛇行運(yùn)動的最低車輛運(yùn)行速度被定義為蛇行運(yùn)動臨界速度。若蛇行運(yùn)動的輪對橫移和搖頭的幅值不大，只會影響車體的響應(yīng)性能;車速提高，蛇行運(yùn)動的輪對橫移和搖頭的幅值加大，往往會發(fā)生輪緣貼靠。車輪踏面磨耗加劇，踏面錐度變大，臨界速度將降低，若行車速度過快，將引起車輛脫軌。列車低速通過彎道時，因向心力大于離心力，外側(cè)車輪懸浮，容易造成脫軌。此外，機(jī)車乘務(wù)員操控失誤也可造成脫軌，如乘務(wù)員未緩解手制動，使機(jī)車長時間帶閘在高溫下運(yùn)行，使車輪輪箍受熱膨脹改變輪距而引起脫軌［6］。

二、脫軌事故現(xiàn)場勘查

列車脫軌事故發(fā)生后，鐵路行車部門、鐵路安全監(jiān)督管理部門及公安機(jī)關(guān)應(yīng)及時組織人員趕赴現(xiàn)場，開展現(xiàn)場救援和勘查工作。首先進(jìn)行現(xiàn)場訪問。主要訪問機(jī)車乘務(wù)員、列車調(diào)度人員、工務(wù)人員、電務(wù)施工人員、列車檢修人員、車站外勤值班員、押運(yùn)人等相關(guān)人員，了解事故發(fā)生的概況，如事故發(fā)生的時間、地點(diǎn)、線路施工情況、車輛編組情況等。其次，要盡快開展現(xiàn)場勘驗(yàn)工作?，F(xiàn)場勘驗(yàn)時要對脫軌點(diǎn)的線路狀況、脫軌車輛尤其是最先脫軌車輛的走行部件、制動系統(tǒng)、機(jī)車操控臺進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的實(shí)地勘驗(yàn)，并注意提取相關(guān)痕跡物證。

(一)不同類型脫軌事故勘查的側(cè)重點(diǎn)

脫軌事故現(xiàn)場因中斷線路，車輛毀損嚴(yán)重，現(xiàn)場救援任務(wù)重，因此，現(xiàn)場勘查工作的時間緊、任務(wù)重，必須在全面勘查的基礎(chǔ)上，針對不同類型的脫軌事故現(xiàn)場抓住不同的側(cè)重點(diǎn)［8］。

1.正線運(yùn)行脫軌。正線運(yùn)行脫軌一般系綜合因素造成，側(cè)重于勘驗(yàn)列車的編組、線路的技術(shù)狀態(tài)及施工情況、車輛的技術(shù)狀態(tài)、運(yùn)行速度、機(jī)車操控用閘情況、貨運(yùn)裝載加固情況等。

2.站內(nèi)脫軌。此類脫軌多為直觀脫軌，事故原因單一，勘查比較簡單。

⑴道岔處脫軌。主要側(cè)重于工務(wù)線路及道岔技術(shù)狀態(tài)、施工情況。如電務(wù)部門各部件工作狀態(tài)、軌道電流分路狀態(tài)(軌面和車輪踏面是否有銹跡)、道岔狀態(tài)的勘驗(yàn)?，F(xiàn)場訪問重點(diǎn)是調(diào)查車務(wù)調(diào)車員、連接員作業(yè)及瞭望情況，值班員或扳道員作業(yè)情況，以及機(jī)務(wù)司機(jī)瞭望情況。

⑵沖突脫軌(包括汽車與火車沖突)。主要側(cè)重于對脫軌車輛上的碰撞痕跡進(jìn)行勘驗(yàn)，以判斷來車方向及車型?，F(xiàn)場訪問主要調(diào)查車務(wù)調(diào)車員、連接員作業(yè)及瞭望情況，值班員或扳道員作業(yè)情況，以及機(jī)務(wù)司機(jī)瞭望情況。

⑶漏軌型脫軌。主要側(cè)重于工務(wù)線路技術(shù)狀態(tài)、施工情況。

(二)脫軌點(diǎn)痕跡勘驗(yàn)

脫軌是一種作用在輪對上的力導(dǎo)致輪緣爬上鋼軌且輪緣—鋼軌接觸面與鋼軌表面的夾角達(dá)到最大的工況，在車輪進(jìn)一步爬軌時，輪緣頂部就在軌頂面上運(yùn)行，并很快走向鋼軌外側(cè)完成脫軌過程，即爬軌脫軌［5］。

當(dāng)車輛受到較大的橫向力時，車輪輪緣會擠上鋼軌，輪緣爬上鋼軌簡稱“爬軌”?，F(xiàn)場勘查時可見鋼軌內(nèi)側(cè)會有輪緣與鋼軌內(nèi)側(cè)摩擦擠壓痕(爬軌點(diǎn))，鋼軌頂面有輪緣滾動痕跡，線路扣件上有砸痕(落軌點(diǎn))。當(dāng)車輛低速通過小半徑曲線(R＜300 m)時容易發(fā)生此類事故。尋找脫軌點(diǎn)痕跡應(yīng)遵循從前向后的原則，從車輛脫軌后停止運(yùn)行的地方向后依次尋找輪緣軋過枕木的痕跡、落軌點(diǎn)、滾動痕與爬軌點(diǎn)。車輛脫軌后的運(yùn)行距離與車輛脫軌時的運(yùn)行速度、列車的編組輛數(shù)、牽引噸數(shù)等有直接關(guān)系。列車脫軌后的運(yùn)行距離與列車運(yùn)行速度呈正相關(guān)。

1.落軌點(diǎn)痕跡勘驗(yàn)。從停車點(diǎn)向后沿線路尋找輪緣在枕木上軋過的痕跡。一般來說落軌點(diǎn)是靠近鋼軌的，主要看輪緣砸在鋼軌扣件上或枕木上的痕跡，這個痕跡應(yīng)該是輪緣砸壓枕木痕跡的開始點(diǎn)，常表現(xiàn)為扣件受砸壓變形。

2.滾動痕勘驗(yàn)。從落軌點(diǎn)向后是輪緣在鋼軌頂面上滾動的痕跡。通常，此痕跡的長度為幾米到十幾米。觀察此痕跡時，應(yīng)結(jié)合光線角度選擇適當(dāng)?shù)奈恢?，用?cè)光觀察。

3.爬軌點(diǎn)勘驗(yàn)。滾動痕的開始點(diǎn)是爬軌點(diǎn)，注意觀察鋼軌內(nèi)側(cè)爬軌的痕跡，應(yīng)排除其他配件的刮痕。一般只有一側(cè)鋼軌內(nèi)側(cè)有爬軌痕跡。

4.跳軌痕跡尋找。輪緣跳上或跳出鋼軌簡稱“跳軌”。跳軌是車輛由于受到很大橫向力的沖擊，直接跳出鋼軌。跳軌通常發(fā)生在列車高速運(yùn)行或受巨大外力沖擊時，過大的沖擊力使得車輪跳上或直接跳出鋼軌。此種脫軌現(xiàn)場一般沒有鋼軌內(nèi)側(cè)的摩擦痕，有時甚至沒有軌面的滾動痕而只有落軌點(diǎn)，而且落軌點(diǎn)距離鋼軌較遠(yuǎn)。

5.懸浮脫軌痕跡勘查。懸浮脫軌是由于車輛的一側(cè)車輪減載而使車輪翹起造成的，所以，一般沒有鋼軌內(nèi)側(cè)的摩擦痕，軌面的滾動痕比爬軌的要長且輕，如果減載過大則沒有滾動痕。

(三)第一脫軌點(diǎn)勘查

第一脫軌點(diǎn)是列車在運(yùn)行過程中第一條輪對的爬軌點(diǎn)到落軌點(diǎn)之間的線路。如果脫軌的車輛或者輪對不止一個，那么就需要找出第一脫軌點(diǎn)。較大脫軌事故第一脫軌點(diǎn)和其他脫軌點(diǎn)的關(guān)系比較復(fù)雜，而且空間位置關(guān)系較難區(qū)分。如果最前方的脫軌點(diǎn)離其他脫軌點(diǎn)較遠(yuǎn)，而且脫軌點(diǎn)后方的車輪碰壓軌枕的痕跡是一個或兩個轉(zhuǎn)向架的壓痕，這些痕跡在相當(dāng)一段范圍內(nèi)沿鋼軌運(yùn)行了一定距離，則該脫軌點(diǎn)一般為第一脫軌點(diǎn)。如果車輪碰壓軌枕的痕跡是突然轉(zhuǎn)向的痕跡，那么通常此脫軌點(diǎn)不是第一脫軌點(diǎn)。

(四)確定兩側(cè)車輪脫軌的順序

輪對脫軌后兩側(cè)車輪在線路旁均有砸擊點(diǎn)，一個在鋼軌內(nèi)側(cè)，一個在鋼軌外側(cè)。比較兩個砸擊點(diǎn)的位置，一般情況下，沿列車運(yùn)行方向后面的砸擊點(diǎn)是先脫軌車輪留下的。

(五)確定最先脫軌的車輛

1.找齊所有輪對，并找出2條至4條破損最嚴(yán)重的輪對，依據(jù)輪緣頂部的破損程度確定哪一條輪對先脫軌。一般情況下破損嚴(yán)重的為先脫軌的輪對，并應(yīng)結(jié)合枕木上相應(yīng)的砸痕來確定，并拍照記錄輪對左右標(biāo)志板。

2.以輪找車、輪車結(jié)合確定事故車輛。根據(jù)車輪確定車號，然后在車輛底架上尋找各梁與車輪接觸的相應(yīng)痕跡進(jìn)一步認(rèn)定。認(rèn)定車號后，根據(jù)列車編組順序表及沿途甩掛情況確定車輛位數(shù)。

3.一般來說最前面的脫軌車輛為最先脫軌的車輛，而且脫軌后前后車輛大都呈“W”形，但也有后面車輛先脫軌而將前面的車輛連帶脫軌的現(xiàn)象。這就要通過對相鄰兩脫軌車輛的鉤舌、鉤身進(jìn)行觀察，根據(jù)力的方向確定車輛脫軌時的受力方向，以進(jìn)一步確定車輛脫軌時的順序，即是后車脫軌造成前車?yán)烀撥墸€是前車脫軌造成后車壓縮脫軌。

(六)需要提取的原始資料

對列車脫軌事故現(xiàn)場勘查時應(yīng)同時提取列車運(yùn)行圖、車站行車日志、施工要點(diǎn)登記、工務(wù)電務(wù)施工計(jì)劃、列檢和定檢的原始資料、紅外線探測記錄、機(jī)車運(yùn)行監(jiān)控記錄、列尾裝置等。

(七)應(yīng)注意的其他問題

1.在脫線事故現(xiàn)場勘查時應(yīng)注意詳細(xì)記錄，包括照相、錄像、文字、繪圖記錄。記錄時應(yīng)記錄痕跡物證的空間位置、形態(tài)大小等。

2.要分清事故與車輛故障的因果關(guān)系。有的車輛故障是脫軌事故造成的，而不是車輛故障造成了脫軌事故。

3.注意對破損配件斷口的保護(hù)，拍照固定后用包裝材料包扎好原物提取，以備斷定斷口的類型。

三、小結(jié)

列車脫軌的條件和評定指標(biāo)是一個非常復(fù)雜的問題，至今國內(nèi)外均未很好解決。再者，鐵路運(yùn)輸是一個龐大的系統(tǒng)工程，主要涉及車、機(jī)、工、電、輛等多家行車單位，專業(yè)技術(shù)性強(qiáng)。我們在處置此類事故案件現(xiàn)場時應(yīng)本著具體問題具體分析的態(tài)度，實(shí)事求是地解決問題，使勘查工作更加全面客觀，為確定事故性質(zhì)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

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