德国ICE1高速动车组重大脱轨事故

德国ICE1高速动车组重大脱轨事故427出品主讲：张瑶德国ICE城际特快列车（英语：InterCityExpress，是德国国铁为迈向国际化所注册的英文名字，简称ICE，另外ICE亦被德国国铁注册为商标），原本是以德国为中心的高速铁路系统及高速铁路专用列车系列。由联邦教育及研究部门（BundesministeriumfürBildungundForschung）与位于波恩的交通部联邦铁路局为首的领导团队，并以西门子为主的厂商参与研发及制造，德国国铁（德语：DeutscheBahnAG）所营运。早在1980年代德国已经研究并开发ICE高速铁路系统及列车，其服务范围除涵盖德国境内各主要大城外，还跨越邻近国家行经多个城市。ICE一直是德国铁路乃至全德国的骄傲，ICE就是我国称为“高铁”似的铁路系统，ICE快车时速可达500公里/小时，可以把乘客在一两个小时以内从北端的汉堡运送到南部的慕尼黑。我国京沪高铁、京津高铁就计划采用德国ICE3型列车的运营模式。ICE-V：紫色，宽阔的走廊，车头盖子像1995年的ICE-2。ICE-1：高底盘的餐车车廂，双动力车头，车头盖子跟德国国铁商标不划分，车辆之间的红线断续（只是在ICE1中出现)。ICE-2：餐车车廂底盘的高度和其他ICE列车相同，动力车头的头盖可垂直打开和其他ICE列车串连。ICE-3：没有动力车头，采用动力分布式。车辆的底部采用分散动力设计推动，有大而圆的挡风玻璃。红条在车箱下边申延至车头盖子，在窗口和挡风玻璃的中间的高处结束。ICE-T/TD：与ICE-3系列相似，只是有更高的“鼻子”。没有ICE-3的车身字样，红条与窗口平行，红条在车头的灯前面的红终止，秘诀信号在挡风玻璃上。ICE-T2：与ICE-T系列相似，只是车辆之间没有窗口，有发光二极管的三光信号ICE家族ICE-V列车ICE-1列车ICE-2列车ICE-3列车ICE-TD列车ICE-T列车1998年6月3日，发生在德国埃舍德站的世界最惨重的高速列车脱轨事故，死亡100人，伤88人，事故原因为轮箍断裂。1998年6月3日10：30刚过，列车从汉诺威驶往下一站汉堡，此时餐车关闭。列车行驶在扩建线上还不足半小时，第1节拖车802808—6号上的旅客听到了很大的嘎嘎响声，并且车厢开始左右摇晃。迄今查明的原因是由于该拖车后转向架上的轮箍在事故地点前6km处、列车速度为200km／h时断裂、轮心松弛。这部分断裂的轮箍拥塞在高速运转的转向架中。此后，列车的第l节车厢虽然缺少了轮箍，但还是在线路上运行5．5km。在埃舍德车站事故发生地前方200m处，轮箍卡在道岔的护轮轨中，从而将其从中劈开，并冲入第1节拖车内部，使其部分折断。事故过程可能是由于这种冲撞的能量使损坏的轮对向右倾斜，轮心从轨头上滑脱，使左面车轮脱轨，在大约运行了120m之后撞在了远方道岔的辙轨上。前面的动力乍头401051号与其后的车辆分离，继续向车站北方行驶了2km，由于强制制动而停车。这种冲撞的动能使道岔组移向右方，并使第1节拖车及其后继车辆相继脱轨。第3节拖车横在桥下，其尾部猛烈冲撞桥墩；第4节车辆冲下边坡，横在防护墙前；第5节车辆撞到了线路附近的桥墩，冲过倒塌桥梁的前半部，后半部被倒塌的桥梁砸坏；第6节车辆被混凝土块掩埋；其余7—12节车辆由于尾部动力车头401551—7未来得及切除其巨大的惯性的推动，就象一个折尺一样彼此错位挤压在一起。这次灾难所造成的后果是：100人死亡，60多人重伤。德国总理赫尔穆特·科尔亲临现场指导救援。时任下萨克森州州长的德国前总理格哈德·施罗德赴现场查看事故救援情况。采用橡胶弹性车轮在事故发生后，ICEl列车采用的橡胶弹性车轮首先受到公开质疑。ICE1列车最早采用的是整体车轮（一个车轮结构，没有轮箍）。经过长期运用以后发现，由于轮对磨损而形成的不圆度产生干扰噪声，在运行时发出嗡嗡声响。于是在1992年3月被放弃使用，改用橡胶弹性车轮。德国VSG交通技术公司生产ICEl列车用的这种车轮。这种被命名为“Bochum84”型车轮的生产至今已超过6000个。VSG公司生产橡胶弹性车轮已有50年的历史，过去大量生产的B054型车轮曾供城市铁路和有轨电车使用。ICEl列车用的“Bochum84”车轮结构如图所示。这种车轮具有多个扇形块组成的V型橡胶块，起阻尼作用。原6cm厚的轮箍被压在具有硬橡胶的轮心上，并用一个固定环通过螺钉拧紧固定。Bochum84型橡胶弹性车轮事故是由于采用橡胶弹性车轮引起的，ICEl车轮轮箍断裂原因除了由于轮箍表面裂纹外，还可能由轮箍内表面裂纹引起。这些轮对由于套装橡胶后，使车轮刚度大为下降，在线路上滚动时总有些压扁，就象汽车的轮胎一样。在压力的作用下轮箍内表面产生与橡胶块相分离的拉应力。由于轮箍不断被滚压，就相当于对一种薄材料施以高负荷，而造成轮箍内表面折损，产生裂纹德国的Frankhofer工作强度研究所对极端负荷下的轮箍进行了研究。研究证明轮箍裂纹也能从内部形成。但遗憾的是，直至事故发生前还未有科学工作者对ICEl中间拖车应用的Bochum84车轮进行过这方而的研究。汉诺威大学测量和控制研究所的FHock教授认为，橡胶弹性车轮断裂可能是由于轮箍内侧折损所造成的。对于ICEl列车导轮用的B084车轮滚动时产生弹性变形，在超过许用应力情况下，理论上肯定会出现裂纹，并与轮箍厚度有关。ICEl列车轮箍允许磨损厚度为30mm，而发生事故的断裂轮箍几乎已经达到规定的剩余厚度。没有进行轮对超声探伤定期对轮对进行超声检验可以防止车轮或轮箍断裂而发生重大事故。德国铁路每年有上百万个车轮运行。据专业人士统计，每年大约只有1—2个车轮失效。其主要原因是由于高速、重载引起踏面机械过载，常出现热裂纹、热淬硬和粘焊现象，造成踏面剥离，噪声加大等。为了对ICE列车进行安全性和技术性检验，在ICE高速列车段均安装了轮对诊断装置，简称ULM轮对诊断装置。每3－4天在ICE列车常规检修时，列车以6km／h速度通过轮对诊断装置自动检测诊断。这种装置由3部分组成，即U、L、M，U部分为超声检验，检验的目的是测量踏面上的横向裂纹；L部分为型面光学测量，测量的目的是得知型面误差和型面磨损状况；M部分是通过测量杆来测得车轮的不圆度和擦伤情况。采用L和M部分测量不仅能够获得轮对的磨损数据，而且还能决定镟轮的最佳时刻。而超声检验U则只能给出3个等级(更换或加工；进一步检验；正常)的状态信息。有关人土透露，ULM中的超声测量设备已经很长时间没有使用，它不再作为检验的例行程序了。其原因是这种测量设备有不足之处，对车轮踏面粗糙度的反应过于灵敏，甚至连轮箍运用中极普通的正常表面结构也会作为故障通报。因此通报故障率极高，大约有90％的车轮被虚假地查出裂纹。因此从1993年起就放弃了这种自动化的超声检验，用“人工检查”代替，通过车间有经验的工人用手电筒观察和小榔头敲击的方法来鉴定轮箍是否有裂纹。显然这种方法带有人为的因素。安装在汉堡列车段的新型轮对诊断装置德国高铁这次事故，根本上说是源于车辆设计失误。ICE1型列车转向架没有使用能够有效降低震动、提高舒适性的空气弹簧，也没有在降低车厢轴重上下功夫，反而在车轮上做文章，错误地使用了并不适合高速列车使用的弹性车轮，没有进行足够的高速试验就仓促上马……这些原因最终导致这次ICE脱轨颠覆事故成为迄今为止，世界三大高速列车脱轨事故（本件事故，TCV-EUR线路问题脱轨事故和上越新干线地震脱轨事故）中唯一一起列车颠覆和乘客伤亡事故。德国铁路部门在事故发生后立刻采取改进措施。首先立刻停运其余59列ICE1型列车，全部弹性车轮都更换为新的整体车轮，并对走形部进行全面检查后才准予投入运营。44列ICE2型列车的运营虽然未受事故影响，但也将最高运行速度降低到每小时160公里，并作全面检查。直到全部隐患得到消除后，ICE高速列车的运行才恢复正常。反思与改进德国联邦总统赫尔佐格夫妇、联邦总理科尔参加死难者祈祷弥撒。弥撒结束后在事故现场举行的悼念活动，用鲜花摆成的十字架和花环。事故发生地的纪念碑。事故发生地种植的101棵树，纪念101名遇难者。事故发生4年后的2002年6月3日Lueneburg州法院起诉2名官员和一名工程师。