作者iamricebug (ricebug)
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标题[分享] 德国高铁事故纪录(续)
时间Tue Oct 25 18:15:01 2011
Ursachenforschung 事故原因研究
事故原因调查是由联邦铁路局工程师 Hans-Heinrich Grauf所执行。
6月17日,当时的交通部部长Matthias Wissmann在德国国会的交通会议上,报告了最新的
调查结果。
Technische Ursachen 技术层面的事故原因
ICE1原本是使用一体成型的车轮配件,也就是所谓的Monobloc车轮,该车轮是以一体成型
的方式所打造的。
然而在实际的应用上,这种车轮很快就发现了问题,因为不等比例的磨耗,材料疲乏,以
及轴重移转效应(Unwucht,运动中物体的重量分配不平均现象)而导致共振现象的产生。特
别是在餐车车厢,旅客一直以来都抱怨餐具的剧烈震动,以及所谓"会漫游走路的玻璃杯"(
因为共振现象,而导致餐桌上的玻璃杯发生位移情形)。
在1991年9月,铁路管理会成员Roland Heinsch对当时的管理会主席Heinz Duerr反映此一
问题,并寻求其协助,此外也强调地指出低频的嗡嗡机械式噪音(Brummgeraeusche)。
这除了造成乘客的负面反应外,同时也会造成车辆设备的损耗而导致危险性。
在寻求解决办法的过程中,有许多不同的方法被提出,例如改变行驶的轨道,安装空气悬
吊装置,或者藉由橡胶嵌合式车轮改善转向架的悬吊系统,而这个方案在短程交通路网中
常使用的轻轨电车的低速转向架上,已经是成效卓着。
出於成本因素考量,最後决定使用较为便宜的方案,以进行轮箍的替换。
德铁主席在1991年底决议,将在七辆ICE1的餐车试用橡胶减震式轮箍。
1992年1月21日,这项试用决议被扩大成为"大量性尝试",总计有45辆餐车接收改造,并且
在随後的一个月内,扩大试行至15辆的其他车辆。
当时负责此一餐车改造计画的领导负责人在1991年11月指出,在允许这一系列的客车车厢
应用之前,应该先进行大量的试验,并且这些试验是必要的,此外这些试验的时间长度应
该要持续进行约两年之久。
在1992年2月,有一组踏面被发现确认有细纹裂缝的产生。
在多次试验之後,当时负责的工程师在1992年夏天商议,认为至目前为止的测验已经足够
。根据一个电话纪录,这个决议可以追溯回德铁主席Heinisch的决定。
在1992年10月5日,管理会向委员会正式发表了一项决议建议,就是在ICE的车队上,引进
新式的车轮设计。
Bochum841 Baureihe064车轮是德铁的一项新发展应用。
这种车轮特别之处在於,介於外圈的轮箍和内圈的车轮体之间,有一个约20mm的强化橡胶
圈紧紧嵌合,也因此相对於传统的车轮而言,在轮箍以及车轮体之间多增加了一个减震的
介质。传统的车轮在轮箍以及车轮体之间,是没有此多余的空间设计。
然而这个对於高速铁路交通而言的新式构造,在投入ICE车队系列运作之前,并不曾在超过
两百公里时速的环境下,模拟其运行状况。
轮箍预热图(先热胀):
http://ppt.cc/Hc~y
来源:wiki Radreifen Erwaermung WLE 240808.jpg
轮箍套上图(再冷缩):
http://ppt.cc/nA(H
来源:wiki Radreifen-aufziehen.jpg
也因为德国当时在实务上并没有任何检测车轮裂纹界限的仪器,因此员工在损耗界限的界
定以及确认的问题上,必须受到理论上的限制。
在引入市场之前以及之後,也没有任何针对损坏周期的实验以及实车测试被实际验证过,
例如捡测车轮轮箍的裂痕形成。
然而经过数年的时间,这类型车轮却也验证了他的基本实用性,且尚无任何问题产生。
然而,Hannover的交通运输 Uestra 公司却在意外发生的数个月前,在他的轻轨运输车辆
上面,在预定的损耗周期以内就发现了踏面产生裂痕,并且在之後,公司缩短了车轮的维
修更换周期。
Uestra公司的轻轨运输电车示意图:
http://ppt.cc/bk75
来源:wiki 2001-03-31.H-TW2000-Vahrenwalder-Platz.jpg
同时,包括德铁在内,所有同一款车轮的使用者都收到了此车轮设计上的材料提前性疲乏
警告。然而因为介於轻轨运输车轮和ICE车轮之间存有颇大的设计差异,在德铁方面,此一
系统因素之关连性就没有被发现,而这个警告也就没有和高速铁路交通扯上关系。
在1992年,Fraunhofer研究机构已经警告铁路管理会关於车轮轮箍裂痕的情事。
在意外事故发生之後,被委托负责灾难分析的Fraunhofer研究机构(位於Darmstadt)执行了
一次负载测试,这个测试可以估计损坏时间。
而在测试的过程中也证明了,在车轮统计数据中,对於动力学上的作用力和反作用力的数
据不足,并没有获得足够的重视,也因此车轮以及最大容许损耗并没有保留充足的安全余
域。这次的数据在後续结果扮演着以下的角色(在没有质性评估下的一些要点列举):
1.由於轮箍会在每一转中被挤压(在ICE上每天可达500,000次),而这对材料材质造成额外
的负担。
2.和一体成型的车轮不同,在轮箍中也会产生极小且非常难被侦测出来的裂纹,并且会在
轮箍内部造成尖峰高压区。
3.只要轮箍越被磨耗给侵蚀,则轮箍上的裂痕以及压力就会更为扩大。
4.踏面擦伤以及侵蚀段会因为车轮的失圆运转,而更显着地增加在轮箍上的有效作用力,
并且会让其耗损的速度加快。
踏面擦伤图:
http://ppt.cc/vC;H
来源:wiki Flachstelle.JPG
轮箍损伤早在19世纪就曾经造成铁路车辆的事故意外,例如1875年10月19日的Amstetten出
轨事故。针对被改变原料之材料疲乏行为的金属疲劳测试(August Woehlers Versuche)在
当时对於轨道工程研究的各构建部件有所帮助,而且也是首度被发现此材料相关特性。
为了要取代橡胶式轮箍,德铁在2002年於一辆餐车上测试了更为有效的减震系统。
1. 发文有附图,这次把许多相关的图,给附上来。
2. 这边有许多专有名词,如果有翻不好的地方,也请高手相助!(有些语句真的翻不好)
3. 这次先跳过法律上的纷争,以及车祸遗孤以及家属的抚恤说明。待把和铁路比较有关的
文章翻完之後,再回来看德铁到底是怎麽样处理善後赔偿事宜。(有点邪恶...)
(待续...)
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1F:推 mackywei:见文先推~ 10/25 18:34
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4F:推 eslite12:Fraunhofer Gesellschaft不是公司 是德国的一个公营高等 10/25 20:15
5F:→ eslite12:学术机构 类似台湾的工研院但又比较学术一些 10/25 20:15
6F:推 eslite12:Vorstand翻成管理委员会比较好 10/25 20:19
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7F:→ iamricebug:已改正,多谢楼上!! 10/25 20:37
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