【摘要】文章对货车空车脱轨的要素、规律和特征，转向架的性能，空、重货车的运行品质差异，线路稳定性等原因进行分析，指出铁路货车脱轨是多种不利因素组合所致，并提出预防货车空车脱轨的措施。

【关键词】铁路货车；空车脱轨；预防措施；转向架

【中图分类号】 U270 【文献标识】A

【文章编号】1671－5969（2007）08－0148-02

一、铁路提速所带来的行车安全新问题

近几年来，铁道部对列车进行了多次提速，给我国铁路运输业带来了前所未有的生机与活力；同时也带来了一些不和谐的安全问题，其中货车空车脱轨的问题尤为突出。近年来路内多次发生货车空车脱轨事故就说明了这一点。如2001年5月28日2时45分，焦柳线怀化至张家界的41032次货物列车运行于猛洞河至施溶溪间K1037＋153m处，机后9位车脱轨继续运行1354m至野鸡索隧道处，机后11位、13～17位车脱轨。中断行车41小时12分。构成行车重大事故。事故原因是第9位空车在70～80km/h时脱轨后散架导致后面的车辆脱轨，事故定性为车辆质量不良。又如：2006年12月19日23时36分，38004次货物列车，运行至焦柳线大龙村至新凤凰站间K1132+589.8m处，机后36位车P64K 3403636前转向架第1位轮对突然脱轨，列车运行6170m后，1时39分进新凤凰站3道停车交会23007次，1时41分再开车时，机后35与36位车辆分离，软管拉断，外勤检查发现36位车脱轨，即报告调度所，救援列车出动救援，脱轨车辆于10时32分起复，事故定性为车辆质量不良。再如，2006年12月22日13时31分，由株洲机务段DF4型6274号机车牵引的41027次货物列车（编组36辆，总重2671吨，换长51.5）运行至湘桂线三塘站～潭子山站区间K26+820m处，机后22位车辆后转向架（1位）脱轨散架，机后23位车辆颠覆，24位车辆前转向架（第2位）脱轨，17时15分开通线路，中断行车3小时44分钟，造成车辆报废一辆，中破二辆，事故定性为线路质量不良。其它的货车脱轨情况可以参考铁路事故报告，不再列举。

这几起行车事故严重干扰了正常的铁路运输秩序，造成了很大的经济损失和社会不良影响。与以往不同的是，过去货车脱轨多在曲线段，但自铁路提速以来发生的几起脱轨事故都是在直线区段上，这种新情况不能不引起我们的重视，本文就货车直线脱轨原因进行分析并提出相应的预防措施，以期给行车安全带来帮助。

二、铁路货车空车脱轨的特征与规律

任何事情的发生都有其内在的原因和规律，把握了这些原因和规律就能很好解决问题。根据广铁（集团）公司和其它路局有关事故统计资料进行分析，发现提速后货车脱轨存在以下共同特征：

1．脱轨事故多发生在空车状态，而且在直线区段。

2．事故车都是自重较轻的平车、棚车或敞车。

3．事故车大多的是装用转8A型转向架的车。

4．事故发生时列车运行速度大都在65～75km/h。

5．事故车辆的转向架侧架立柱磨耗板、斜楔、心盘等存在磨耗严重，旁承作用不良现象。

另外，从铁道部近几年脱轨事故统计中也得出以下规律：车辆脱轨多于机车脱轨，货车脱轨多于客车，空车脱轨多于重车，既有在缓和曲线上的脱轨也有在直线上的脱轨。因此，从脱轨特征和规律可以归纳出货车脱轨的主要因素为:脱轨车辆的技术状态 ，脱轨地段的线路技术状态， 脱轨时机车的牵引工况 ，脱轨列车的编组情况。

三、货车空车脱轨的原因分析

为了分析和研究导致车辆脱轨的原因，以及各因素间的内在联系，减少脱轨事故的发生，许多铁路工作者都做过这方面的研究。理论、实践和经验都表明：若使轮轨间摩擦系数的减小，可使脱轨系数的临界值增大，车辆更趋于安全。若能保证轮缘角a值（标准为70度）不偏小，也可使车辆更趋于安全。相反，若转向架横向力越大，脱轨就系数越大，越容易脱轨；且横向力受线路、车辆状况、列车牵引工况、风力等众多因素影响。若车轮垂直力越小，脱轨系数越大，越容易脱轨；车辆的自重、载重和运行速度是影响垂直力的主要因素。

最近脱轨车辆多为空车是因为空车的车轮载重比重车低，在同样横向力的作用下，其脱轨系数（Q/P）比重车大。在同样的冲击速度作用下，车轮载重越小，越容易使轮径小的车轮悬空而脱轨。 从事故统计资料看，大多数脱轨都首先从车辆的后转向架上开始，这主要是由于列车运行时机车减速或调速更容易导致车辆后转向架减载，而在同样条件下，减载的转向架更容易脱轨。实践表明，提速后的几次脱轨都发生在装用转8A型转向架的空货车上，原因有以下几个方面：

（一）转8A型转向架横向动力学性能差是主要因素

转8A型转向架是上世纪50年代末在引进前苏联的“哈宁式”转8型转向架的基础上，经过改进后定型的。对转8A型转向架进行动力学性能实验的结果表明：在40～110km/h的速度范围内，其弹簧挠度平均值为静挠度的0.213（弹簧动力系数），最大值为0.408；心盘处的垂向加速度在运行速度为100km/h时，其平均值为0.264g，小于容许标准0.7g；水平加速度在40～100km/h的速度范围内，其平均值为0.097～0.18g，最大值为0.27g，小于容许值0.5g。转8A型转向架的主要零部件经静强度实验测定，在铅垂载荷下各部分的应力均小于许用应力值。该转向架是典型的三大件式转向架，由于具有结构简单、制造容易、检修方便和重车动力性能较好等优点而成为我国过去几十年的货车主型转向架。但是多年来，特别是列车提速后的运用实践表明，转8A型转向架存在一些严重缺陷，主要有：轮缘磨耗严重；没有轴箱弹性悬挂，簧下质量过大，使滚动轴承寿命降低；侧架摇枕定位刚度不足，容易产生菱形变形，加之弹簧静挠度小（空车时仅有5～6mm），致使转向架的动力学性能差，尤其是空车动力性能更差；特别是当斜楔、摇枕八字面，侧架立柱磨耗板均磨耗到一定程度（如段修限度）时，横向定位作用减弱，列车高速运行时，由于车辆的蛇行运行加剧，容易诱发脱轨。

转8A型转向架在正常情况下，只要蛇形运行不失稳，其抗脱轨安全性是足够的。既使转向架磨耗件和配合部位处于许用限度的下限也能保证安全，这已多次被线路和定向动力学实验所验证。由于我国货车过去的最高运行速度一般不超过80km/h，所以转8A型转向架在这种运用条件下是不会出现蛇行失稳的，在80km/h速度以下时的直线上脱轨系数Q/P总是低于0.8，在允许的范围之内。但是在几次提速后，由于速度提高，某些因素可致使其蛇形运行失稳，脱轨将难以避免。要保证运行安全，必须控制运行速度。故转8A型转向架，特别是装用转8A型转向架的空车是不能满足我国货车提速需求的。

（二）线路的稳定性降低，是造成车辆脱轨的重要因素

当线路失修稳定性降低时，列车通过钢轨会产生较大的激振作用，导致车辆的横向力大幅增加，此时如果又有来自车辆、机车等不利因素相耦合，就可能导致脱轨事故。线路的病害主要有：无缝线路区段的钢轨在温度变化的作用力使路线出现碎弯。雨季造成路基松软、下沉不均、翻浆、吊权。道床捣固质量不高，枕下道渣不足、不实等。这些缺陷在静态时是不易观测的，当列车通过这种轨道时就会产生较大的几何变形引起脱轨。

通过对几起发生车辆脱轨事故的线路区段调查发现，线路的技术要求尺寸大都在工务规定的误差范围内，且列车运行速度较低时不发生脱轨。而列车高速运行时就脱轨的原因是：几种线路不平顺的同时出现，特别时轨向、高低和水平误差造成线路扭曲或三角坑，并且呈一定的谐振变化规律时就比较危险。若线路变化的波长又与某车辆的固定频率相一致时，即使线路不平顺的幅值不大，也会产生越来越大的“共振”横向力，最终导致车辆脱轨。

（三） 列车编组不当也可导致货车空车脱轨

在列车编组存在空重车混编时，特别是两重车之间夹挂一空车的情况最危险。由于重量原因，重车的车钩要低于空车的车钩，在列车操纵变化的非稳定工况下，如制动、缓解、调速等，导致前后重车对中间空车形成“挤抬”，使得空车上浮、减载，产生脱轨。

四、预防货车空车脱轨的措施和建议

货车空车脱轨原因复杂，而且大多不是单一因素造成的，因此预防脱轨就是一项系统工程，只有机务、车辆、工务以及编组站等部门的共同努力配合，才能把货车空脱的事故率降到最低程度。因此建议：

（一）在对转8A型转向架进行改造或换型的同时，车辆部门要加大修检力度并提高列检质量，保证运行车辆技术状态良好

车辆定检部门要严格检修制度，准确控制尺寸。虽然对车辆的各项静态几何尺寸的控制仍不足以控制车辆的动态运行性能，但是严格地尺寸控制可以大大的改善车辆的运行品质，减少各种不利因素的耦合，降低车辆脱轨的概率。车辆部门不但要修好车，还要检好车。货车流动性大，检修周期长，加上目前社会治安环境不好，偷盗货车和车辆配件的事经常发生，所以在列检作业时，要注意配件丢失及磨耗到、过限的情况，特别要注意维持转向架稳定的配件，如斜楔、立柱磨耗板、心盘等配件的技术状态，对功能失效的车要作扣车处理，绝不放技术状态不良车上路。

（二）工务部门要加强线路整治，提高线路标准

要按照线路等级管理的原则，逐步改善线路结构，解决道床结板，线路碎弯、轨向不平顺等质量问题，保证轨道受力均匀，避免列车通过时的振动加剧，造成车轮悬浮，引起脱线。要克服“看着不好看，量着不超限”的现象，对施工地段要严格盯防，发现问题应及时处理，对线路病害多发段和事故频发处可以适当缩小轨距，限制运行速度及在钢轨内侧涂油等方法，减少事故发生的可能性。

（三）建立线路情况司机报告制度

线路每天都承受上百趟列车高速重载碾压，技术状态随时都在变化，特别是在南方的梅雨季节，更容易发生线路病害。某些线路问题巡道人员静态检查时是难以发现的，而司机可通过机车摇晃程度很容易察觉到。司机利用机车和客车不易脱轨的特点，把机车晃动严重的地段的公里数及时报告给调度所，调度所可命令有空重车混编的货列车限速通过，防止脱轨。同时通知工务部门上路排查，及时抢修，把事故消灭在萌芽状态。

（四）机务部门要加强列车平稳性操作

机车乘务员在牵引有空车的货物列车时应“严守速度，防止超速”，当机车在运行中调速时，应尽量在平直及下坡的线路上进行。在调速时应缓减压、少减压，保持列车运行平稳，防止“前滞后拥”。在运行途中一旦发现风泵急骤运转不停时，应立即查看风表压力是否下降，并把制动机手把移至保压位，判断漏风原因，若主管大量漏风应立即停车，查明情况，防止事故扩大。

（五） 编组站要严格控制空、重车辆的混编

考虑到编组站工作的复杂性和效率的矛盾，原则上货物列车不得挂空车（小运转、摘挂列车除外），编组中必需要空、重车混编时，应把空车编在列车前部，尾部10量禁止编入空车。对空、重混编的列车要限速，按整列车空车的速度标准办理（不超过70km/h）。

参考文献

[1]刘志远．货车车辆构造与检修[M]．北京：中国铁道出版社，2005．

[2]陈伯施，陈雷．120km/h提速货车列检知识[M]．北京：中国铁道出版社，2005．

作者简介：熊小青（1969-），男，湖南永州人，湖南铁路科技职业技术学院讲师，学士，研究方向：铁道车辆管理与运用。