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发布时间:2020-09-02 22:30:49

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作者:马林

出版社:中国铁道出版社

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铁路行车事故应急救援方法及装备

铁路行车事故应急救援方法及装备试读:

前言

随着铁路运输事业的不断发展,新型机车车辆的型号和数量日益增多。为给全路救援列车、救援队(点、班)的专兼职救援人员、安全管理干部和设计研究部门的技术人员提供一本适用性较好、可读性较强的救援装备及救援方法图书,作者集近30年专业从事铁路行车事故救援设备研制开发工作的成果和经验,在参考了大量国内外资料的基础上编著了本书。

发生行车事故后,事故状态千差万别各不相同。现代救援技术的发展为行车事故救援提供了丰富的手段和设备,而每种救援方法在处理具体事故时又各有侧重;同一事故若选择不同的处理方法,其效果可能会截然不同。因此,必须熟练掌握各种救援方法并熟悉各种救援设备的性能特点,在制定救援方案时合理运用,以达到尽快开通线路,降低事故损失的目的。

本书涉及的大部分产品均是我国相关单位研制开发的,拥有自主知识产权并经现场多年应用考验,已成套出口海外;涉及的内容大多是为救援单位进行技术培训的教材。与同类书籍的不同点在于:①在介绍装备机具的同时,着重介绍了典型事故的处理方法以及制定救援方案的思路;②根据近年投入运用的新型机车车辆及新型轨道起重机的情况,及时研发了相应的配套救援装备,并介绍了它们的性能和使用方法;③既可循序学习,亦可随用随查。

本书由马林、周先平、白付维、李元军、于永生、刘国军编著。其中

绪论

由马林编写,第一章由马林、周先平、白付维、李元军编写,第二章由白付维、马林、于永生、刘国军编写,第三章由马林、周先平编写,第四章由周先平、马林、刘国军编写,第五章由白付维、马林编写,第六章由白付维、李元军编写,第七章由周先平、白付维、于永生编写,第八章由马林、周先平、李元军编写,第九章由周先平、刘国军、于永生编写,附录一由马林、于永生、刘国军编写,附录二至附录五由马林整理汇总。

全书由马林审核定稿,太原铁路局总工程师王启铭担任主审。

太原铁路局常务副局长杨国秀对本书给予了极大关注,指导确定了编著的内容和方法,太原铁路局科研所危翔所长、梁文怀书记、陈昭明副所长为本书的编排提出了许多宝贵的意见和建议,铁道部运输局机务部高级工程师董亚庚为本书提供了大量新的技术资料,与作者合作多年的各铁路局的安全救援主管、救援列车及救援队(点、班)的干部职工为本书提供了大量已得到实践检验的成功的救援案例,在此深表谢意。

尽管倾心相注,精心而为,但受作者水平所限,不妥之处在所难免,敬请广大读者不吝赐教和指正。作者2012年12月绪论

铁路是国民经济的大动脉和先行官,安全是铁路运输的永恒主题,能否保证运输生产安全与畅通是检验铁路交通运输工作的重要标准。铁路运输具有特殊的作业方式和技术特征,运输条件较复杂,并受到行车设备技术状态、自然灾害以及作业人员技术素质的影响,任一环节的疏漏和故障都可能导致交通事故的发生。《铁路交通事故应急救援和调查处理条例》(国务院令第501号)将铁路交通事故划分为两大类:第一类是铁路机车车辆在运行过程中与行人、机动车、非机动车、牲畜及其他障碍物相撞的事故;第二类是铁路机车车辆在运行过程中发生冲突、脱轨、火灾、爆炸等影响铁路正常行车的事故,包括影响铁路正常行车的相关作业过程中发生的事故。

值得指出的是,本书主要涉及铁路交通事故中脱轨、颠覆类行车事故的应急救援方法及装备,救援对象主要是机车、车辆、动车组等移动设备,不涉及路外伤亡、机破机故类事故和列车火灾、爆炸类事故的应急救援。

保障铁路运输安全是一项庞大的系统工程,铁路行车事故救援是该系统工程的一个子系统,在铁路运输中起着非常重要的作用。行车事故救援部门的职责是:迅速开通线路,恢复正常运输生产秩序,最大限度地减少事故造成的直接和间接损失;行车事故救援工作的总体要求是:现场信息正确、信息传递快捷、救援出动快速、救援装备精良、组织指挥严谨、救援方案有效、分工配合密切、线路开通迅速。

按照《铁路救援列车管理办法》(运装机运〔2008〕82号)的要求,各铁路局(公司)不仅制定了配套的实施细则,而且完善了相应的救援体系。全路行车事故救援队伍主要包括以下几支重要的力量:

1.救援列车。隶属于机务部门的救援列车,作为我国铁路唯一的专业救援队伍,承担了绝大多数行车事故救援工作,在行车事故救援中起主力军的作用。救援列车设置应遵循布局合理、到达事故地点快捷的原则,地点由铁道部确定。各铁路局(公司)所在地的救援列车设为救援列车基地。

根据统计资料,截至2011年3月,全路共有救援列车166列(含18个救援列车基地),各型轨道起重机228台,其中进口160t伸缩臂起重机29台、内燃160t伸缩臂起重机59台、内燃160t固定臂起重机19台、内燃125t伸缩臂起重机17台、内燃100t伸缩臂起重机36台、内燃100t固定臂起重机64台,内燃60t起重机4台。

目前,救援列车的设置基本遵循着铁道部《铁路行车事故救援规则》(铁运〔1999〕118号)确定的原则:配置100t及以上吨位内燃轨道起重机的救援列车,所管辖的半径一般应为200km,单方向的救援距离一般为250km。由此可以看出,多数发生在区间内的较大及一般事故,救援列车很难在《铁路交通事故调查处理规则》(铁道部令第30号)规定的时限内完成救援任务。受经济能力的制约,我国铁路不可能再缩短救援列车的间隔,就是现有救援列车也存在着专用车辆构造速度不匹配、起重能力不适应、救援机具配备不合理等诸多问题。

2.救援队。分散在各站段的救援队作为救援列车的补充,承担着一般性脱轨事故的应急处理、较大事故的协同处理和重大事故的辅助处理任务。救援队由不脱产人员组成,救援设备由铁路局(公司)统一配置。《铁路交通事故应急救援规则》(铁道部令第32号)第十七条规定,救援队接到事故救援通知后,救援队队长应当召集救援队员以最快速度赶赴事故现场,遇有人员伤亡时应当立即组织紧急施救,利用既有设备起复机车车辆,清除各种障碍,搭设必要的设备设施,为进一步实施救援创造条件。《铁路救援列车管理办法》第13条规定,救援列车到达后,救援队队长应向救援列车主任报告现场情况及已实施的救援工作,转由救援列车主任负责指挥救援。

各铁路局(公司)在救援队的设置和管理上有较大不同。大部分铁路局将救援队设置在二等及以上车站、局交界口较大的中间站,业务上受铁路局安全监察室的指导;个别铁路局(公司)将救援队设置在工务段线路车间,业务上受铁路局(公司)工务处的指导。

目前,我国救援队在管理和设备配备上存在许多问题,主要是:(1)救援人员缺乏全面、系统的救援技术培训,往往是在比武时很灵,遇到实战则较难发挥作用。(2)设备购置不统一,各自为政,缺乏统一规划,给救援工作和维修管理带来了混乱,造成资金和材料的浪费。(3)救援设备的开发涉及机械制造、机车车辆构造、故障导向安全、作业方法等多个学科,是一个专门的技术领域。有的单位认为简易起复设备制造简单,便自行开发和应用,所生产的设备缺少必要的安全性和结构的合理性,极易造成二次人身伤害,或在使用时救援效率不高。(4)资金投入不足,救援队缺少必要的救援设备,难以完成复杂的救援任务。

3.救援班(点)。设立于相邻救援队之间的救援班(点)具有机动灵活的特点,在辅助救援作业、降低事故等级和影响方面发挥着不可替代的作用。

救援班(点)由运输站段根据管辖区段的具体情况自行设置和管理,报铁路局(公司)核备,救援机具由站段统一配置。

救援列车和救援队存在的这些问题从不同的方面影响着整个救援网络的救援能力,希望能引起有关部门的高度重视。

发生行车事故后,事故状态千差万别,各不相同。现代救援技术的发展为行车事故救援提供了多种手段和方法,而每种救援设备在处理事故时又各有侧重,同一事故若选择不同的设备进行救援,其救援效果可能会截然不同。这就要求救援人员能够熟练掌握各种救援设备的性能和特点,在事故救援时合理选择并正确使用救援设备,以达到尽快开通线路、降低事故损失的目的。按其性能,救援设备可大致分为拉复设备、顶复设备、吊复设备、配套索具、破拆及救生设备和辅助设备六大类。(1)拉复设备——进行拉复作业时需要使用的设备,主要有复轨器及逼轨器、液压牵车机、牵引套钩、牵引绳等。广义地说,承担牵引任务的救援机车也属拉复设备的范畴。(2)顶复设备——进行顶复作业时需要使用的设备,主要有机车车辆及动车组液压起复机具、液压侧顶扶正机具、多功能起重气袋、液压移翻机具等。(3)吊复设备——进行吊复作业时需要使用的设备,主要有救援轨道起重机、机车车辆吊具、机车车辆承吊销和承吊钩、起重机支腿垫块等。(4)配套索具——配合顶复和吊复作业使用的设备,用于将机车车辆及动车组的转向架固定在车体上。(5)破拆及救生设备——进行破拆及救生作业时需要使用的设备,主要有液压破拆机具、便携式等离子束切割机、便携式汽油切割机、自给正压式空气呼吸器等。(6)辅助设备——进行辅助救援作业时需要使用的设备,主要有救援台车、救援抬轮器、高架铁道救援抢险设备快速吊运装置、液压救援设备液压性能测试装置、现场音视频远程传输系统等。

为规范我国铁路行车事故救援设备的技术条件,促进行车事故救援设备的技术进步,铁道部先后发布实施了铁道行业标准《铁路行车事故救援设备》(TB/T 3123)的12项子标准,并将继续根据救援工作的需要陆续出台《铁路行车事故救援设备》新的子标准。

为使购置救援设备的用户更好地掌握设备的使用方法和作业方法,提高行车事故救援效率,我们编著了本书,供从事救援工作的管理人员、技术人员、救援列车和救援队(点、班)职工参考。对没有购置救援设备的单位,本书在救援方法和作业程序方面具有参考借鉴意义,也可为选购救援设备提供技术依据。第一章应急救援方案的制定行车事故发生后,事故状态千差万别,各不相同,制定合理的应急救援方案便成为行车事故救援组织者和指挥者的首要工作。合理的救援方案能保证救援作业的顺利进行,使线路尽快开通,并可减少事故的直接和间接损失,达到事半功倍的效果。制定应急救援方案,要求事故救援组织者和指挥者具有较高的技术素质和丰富的救援实战经验,要求他们能够熟练掌握各种救援方法和相应救援设备的性能,根据事故现场的地理环境及事故车的具体情况,制定出既符合自身设备能力又符合事故具体状况的救援方案。第一节制定方案考虑的因素

根据《铁路交通事故应急救援规则》(铁道部令第32号)的规定,救援报告的主要内容应包括:

1.事故发生的时间、地点(站名)、区间(线名、公里、米)、线路条件、事故相关单位和人员;

2.发生事故的列车种类、车次、机车型号、部位、牵引辆数、吨数、计长及运行速度;

3.旅客人数,伤亡人数、性别、年龄以及救助情况,是否涉及境外人员伤亡;

4.货物品名、装载情况,易燃、易爆等危险货物情况;

5.机车车辆脱轨数量及型号、线路设备损坏程度等情况;

6.对铁路行车的影响情况;

7.事故原因的初步判断,事故发生后采取的措施及事故控制情况;

8.需要应急救援的其他事项。

通过分析众多的事故信息,救援指挥者可以提炼出本次事故的特征,结合在救援现场及周边地区能够利用的救援机具、设备以及能够调集的劳动力,迅速制定出切实可行的救援方案。

救援总体方案应围绕原线开通或便线开通两种形式制定。第二节原线开通法

原线开通法是指利用轨道起重机、复轨器、起复机具、机车或其他救援动力等设备,采用拉、顶、吊、翻等方法实施救援作业,在发生事故的本线上开通线路的救援方法。

拉:用复轨器、牵引动力拉拽事故车复轨。

顶:用液压起复机具将事故车顶起,向线路中心横移直至车轮落轨。

吊:用起重机将事故车吊起复轨。

翻:当机车车辆颠覆或线路损坏,不能拉复,又无顶、吊条件时,可采用拖拉机、装载机、坦克等大型动力设备,把事故车拉翻到铁路限界之外,或利用起重机将事故车吊起并翻至铁路限界之外,迅速开通线路。

一、路堤事故救援

列车在高路基、高边坡的路堤区段脱轨,由于作业空间不受制约,因此可综合采用拉、顶、吊、翻等多种作业方式,迅速开通线路。(一)拉复救援方法

在线路轻微损坏、机车车辆没有倾斜、台车可正常使用的情况下,可采用机车牵引方法,使用复轨器进行复轨。当事故车的脱轨轮对与基本轨的距离超过复轨范围时,可利用逼轨器引导复轨(图1—2—1)。图1—2—1 拉复救援方法1/2

资料显示,全路几种主型机车的启动牵引力:HXD型为≥44700kN(23t轴重时)或≥760kN(25t轴重时);SS型为627kN;DF/52DF型为413kN/392kN;NJ型为534kN。

如果单机牵引力不足,可使用双节(台)或多节(台)机车重联拉复。(二)顶复救援方法

当线路遭较轻程度破坏易修复时,可采用液压起复机具,将走行部基本完好的机车车辆顶复复轨;或者利用简易台车,将走行部损坏的事故车辆顶起并更换转向架后复轨。

目前,各救援列车(队)普遍使用单只起升油缸垂直顶起脱轨的机车车辆,然后利用横移油缸平面移动机车车辆(图1—2—2)。

这种单点顶复作业方式适用于大部分主型机车车辆和线路条件,其优点是机具部件少、准备时间短、操作简单方便。但是对于一些新型或特殊机车而言,受机车自身结构的影响,无法找到合适的单点顶升位置。另外,对于脱轨在小半径曲线上的机车车辆,由于外轨超高的影响,单点顶升复轨作业也较难实现。在这些情况下,需采用两点顶复的作业方法(图1—2—3)。

与吊复救援方法相比,液压起复机具在车体下部作业,免除了接触网断电、拨网或拆网等诸多繁琐且费时的辅助作业,在运输任务异常繁忙的电气化线路上尤可发挥重要的作用。图1—2—2 单点顶复救援方法图1—2—3 两点顶复救援方法(三)吊复救援方法

160t起重机可以在本线整体吊复100t重载货车,如有邻线,还可以整体吊复单台(节)机车;100t起重机可以单端吊复现有的各种机车车辆(图1—2—4)。当路肩宽度不足以使轨道起重机展开支腿时,则可能无法采用吊复法。图1—2—4 吊复救援方法

利用汽车起重机等社会救援机械吊出发生堆叠、打横、侧翻的事故车,可加快救援效率,节约救援时间,同时还可在铁路救援起重机不容易到达的区域进行作业。

对车钩间相互咬接、无法分离的车辆,或对三节一组硬连接的80C型车辆(图1—2—5),需要先切掉车钩或拆下连接杆,然后再对单节车辆实施吊复作业。80图1—2—5 C型车辆连接杆(四)翻出限界救援方法

采用装载机、推土机、拖拉机等作牵引动力,借助于钢丝绳将事故车辆拉翻或者直接拖出至线路一侧的限界以外。在运输繁忙线路上,为尽快开通线路,减少事故损失,经常采用这种救援方法(图1—2—6)。图1—2—6 拉翻救援方法

一般情况下,事故车辆需要经过180°的翻转,或牵拉4m以上才能翻出限界,应充分利用线路高于地平面的特点选择翻出方向。作业时需考虑接触网线杆、车辆重联、堆叠对救援作业的影响。

经测算,翻出车辆所需的最小拉翻力见表1—2—1。

在不能拉翻的情况下,可以通过牵拉拖出车辆。由于事故车辆之间的相互勾挂,在牵拉时应逐步清除障碍,降低牵拉力。表1—2—1 车辆总重与最小拉翻力对应表

二、桥梁事故救援

脱轨机车、车辆接近桥头时,可将轨枕之间的空隙用石砟填满,将事故车拉出桥头,再根据事故状况采用适宜的救援方法。重车应卸车,防止救援作业中因偏载或其他不可控因素而威胁桥梁安全。(一)拉复作业

为克服桥梁护轮轨的影响,可使用分体式复轨器进行拉复作业。若采用桥梁专用复轨器(图1—2—7),则在作业时不必拆卸护轮轨,防止发生二次事故。图1—2—7 桥梁专用复轨器

需要注意的是,应避免承担牵引任务的机车在桥梁上进行拉复作业,也应避免对脱轨在曲线桥梁上的事故车实施拉复作业。(二)顶复作业

采用顶复法作业时,须将液压起复机具横移梁的下部用石砟垫平,再满铺枕木,减少受力集中。(三)吊复作业

一般情况下,不允许在桥梁上进行吊复作业,以防轨道起重机翻倒。当吊复成为唯一选择时,作业前应由工务部门确认桥梁的支撑能力能否满足起吊承重要求,必要时对桥梁进行加固;轨道起重机必须做到顺轨作业,回转角度禁止超过正负限定区;禁止在桥梁上打支腿,严格落实无支腿作业的安全措施。

三、隧道(包括路堑)事故救援

目前,隧道行车事故的救援仍是一个难以解决的问题,尤其是在长大隧道内。隧道事故救援面临的主要问题有空间环境的约束、散落货物的阻碍、传统救援方式的局限、作业人员的安全防护等,事故状态往往是车辆倾斜而紧靠洞壁,转向架破损,钢轨变形和线路损坏,严重时还会出现车辆翻倒、斜跨线路、堆叠等侵入邻线的现象。

传统的救援方法一般是:(1)采用多台机车将事故车牵出洞外后进行吊复救援;(2)将车体分解后运出隧道。由于没有合适的救援工具,往往造成作业的困难和时间的延长。(一)隧道一般性脱轨事故救援

隧道一般性脱轨事故指隧道内线路基本无破坏,机车、车辆脱轨距离在500mm以内,转向架基本完好且能恢复行走。对于隧道一般性脱轨事故,通常采用拉复方法或顶复方法实施救援。

1.拉复方法及设备

针对隧道内一般性脱轨事故,采用拉复法效率较高。传统的人字形复轨器只能在混凝土枕碎石道床上使用,遇到整体道床线路或宽轨枕线路时,需使用新型拉复设备(含复轨、逼轨器),如图1—2—8所示。图1—2—8 新型拉复设备

这种新型拉复设备适用于宽轨枕线路、整体道床线路及普通线路,具有较好的操作特性。

2.顶复方法及设备

将脱轨车的车体连同转向架抬起—横移—落下至轨道上。顶复设备包括手动液压起复机具或机动液压起复机具、机车车辆专用索具(图1—2—9)等。手动型液压起复机具适合空车车辆救援,起复速度较慢,体力消耗较大;机动型液压起复机具适合空重车辆、机车救援。专用索具主要由压套钢丝绳索、链条及卡板等组成,可将车体和转向架捆绑为一体。(二)隧道较大性脱轨事故救援

隧道较大性脱轨事故指机车车辆不同程度脱轨且部分车辆挤靠在洞壁,心盘脱出,线路遭较轻程度破坏。对于隧道较大性脱轨事故,通常采用顶复方法或吊复方法实施救援。

1.顶复方法及设备

顶复方法就是将事故车辆扶正、顶起并横移至线路上,安装转向架或救援台车,使事故车辆恢复运行能力,牵引出隧道。图1—2—9 专用索具(1)起重气袋:对严重倾斜、紧靠洞壁的机车车辆,可采用起重气袋(图1—2—10)实施正位,并可在空间位置较小、液压千斤顶不易安装的位置执行顶复作业。图1—2—10 起重气袋(2)救援台车:对于转向架破损或切轴的车辆,可使用拼装式简易台车(图1—2—11),在实施顶复、更换破损台车后,将事故车辆迅速拉离现场。

2.吊复方法及设备

吊复方法就是采用160t伸缩臂轨道起重机和羊角钩吊具(图1—2—12)本线起吊空车(重车应卸货),安装转向架或救援台车,迅速牵出隧道。图1—2—11 救援台车图1—2—12 羊角钩吊具(三)隧道重大性脱轨事故救援

隧道重大性脱轨事故是指线路全部被破坏,部分机车车辆走行部散落,车辆严重倾斜、侧翻或堆叠。对于隧道重大性脱轨事故,可采用机车牵出、快速清障的方法实施救援。

1.机车牵出

发生隧道重大性脱轨事故时,借助救援机车,可以将事故机车车辆拉出隧道。由于隧道内空间狭小,货物不易卸空,因此应根据车钩及车体强度,按照所需牵引力配备牵引机车和牵引器材。牵引器材包括牵引套钩、牵引绳、车辆牵引梁连接装置(车钩损坏时使用)等。

为了降低牵引阻力,避免破坏线路,可在基本轨两侧钉上旧轨,形成4~6条轨排,填充石砟,将事故机车车辆逐一拉出隧道。

2.快速清障(1)如有邻线,可采用进口的160t伸缩臂轨道起重机和羊角钩吊具将事故空车体吊至邻线的平板车上(国产的轨道起重机受配重回转超限影响,不能在邻线作业)。(2)采用具有挖、抓、吊等功能的小型履带式挖掘机,在作业空间狭小的单、复线隧道内倒装货物及分解车体结构。通用挖掘机的功能比较单一,可根据救援现场的实际需要,由生产厂家进行功能扩充。

四、坡道事故救援

在坡道上进行事故救援作业时,拉复、顶复、吊复、拉翻法均适用,但需注意以下问题:

1.必须做好轨道起重机和机车车辆的防溜,空气制动操纵阀手柄应处于制动位并使用止轮器。轨道起重机在6‰以上坡道作业时,应连挂机车。利用钢丝绳拉车时,不得沿下坡方向牵引。

2.轨道起重机前后车轮离钢轨高度间隙不一致,下坡道方向一端间隙大,上坡道方向一端间隙小,操作垂直支腿油缸时,应参照水平仪的技术要求进行调整,作业中必须时刻注意起重机支腿状态。

五、曲线事故救援

与坡道救援相近,曲线救援也可依设备情况采用多种救援方法,但需注意以下问题:

1.进行拉复作业时,应沿原脱轨方向的反方向牵拉,并在外轨内侧的复轨器前方安装2m以上的护轮轨。拉车时要缓慢,以防车轮复轨后受曲线影响再次脱轨。

2.因轨道起重机左右侧车轮与钢轨间隙不一致,在打支腿时,必须保证外侧车轮有悬空间隙。如外轨超高较多,起重机无法调平,在曲线内侧吊重或向曲线内侧回转时应减载不少于20%。起吊作业结束,收支腿落车轮复位时,操纵应缓慢,注意观察车轮位置。如个别车轮不能复位,应使用顶轮工具将车轮全部复位。

六、高速铁路事故救援

和普速铁路相比,高速铁路的相当一部分区段采用了板式无砟轨道(尤其是在占线路总长度相当大比例的桥梁上、隧道内),另外动车组结构复杂,型号较多,价格昂贵,起顶点和承吊点的选择存在一定的难度,因此在实施救援作业时,应充分考虑高速铁路的特点。(一)拉复法

无砟轨道拉复装置(图1—2—13)既适用于高铁特殊的板式结构,又能对轨道扣件和轨枕起到保护作用,可避免扩大事故损失。无砟轨道拉复装置主要包括复轨器和线路护板,复轨距离可达500mm。图1—2—13 无砟轨道拉复装置

高速铁路上运行的动车组发生脱轨事故后,无法像在普通线路上那样迅速调集内燃、电力机车进行拉复作业,因此需要使用自带动力的液压牵车机(图1—2—14)代替机车去完成拉复作业。图1—2—14 液压牵车机(二)顶复法

顶升千斤顶系采用轻质合金材料制成,降低了本体高度及质量,可解决高铁动车组下部空间狭窄、传统起复机具难以作业的问题。顶复法采用双点顶起、横移落位的作业方式。在高架桥上顶复救援时,应采取与普速铁路桥梁相同的措施,即承重点下部首先满铺石砟,然后再牢固放置面积较大的油缸底座。(三)吊复法

为在救援过程中更好地保护动车组车体并降低作业人员的劳动强度,承吊销或承吊钩选用高强度轻质合金材料,使用迪尼玛吊索作为吊具的下部绳索(图1—2—15)。图1—2—15 迪尼玛吊索作业示意图

与传统的钢丝绳索比较,该绳索强度高、质量轻,尤可杜绝金属摩擦放电、打火带来的安全隐患。第三节便线开通法

便线开通法是指利用事故现场两侧的其他铁路线路或较好地形,拨通相邻线路或铺设临时线路的开通方法。便线开通法对于机车车辆发生重大颠覆事故且线路损坏严重不易原线起复的情况,救援效率较高,尤其是有线路可借用时,要果断进行拨道,使正线迂回开通。如果工务、机务、车辆等作业安排紧凑,有可能比原线开通更加节省时间,这样既能改变事故性质,又能降低事故造成的损失。

一、借用线路拨道开通法

当机车、车辆在车站咽喉道岔处或站外附近线路上发生颠覆脱轨事故时,根据现场情况,可考虑利用车站正线两侧的牵出线或专用线,采取便线开通的方案。现场指挥者应立即组织人力实施拨道绕行,达到尽快开通线路的目的。

二、新铺临时线路开通法

新铺便线工作量很大,只在下列情况下才考虑采用:

1.当事故现场堵塞线路的机车车辆或货物在较长时间内难以清除,而原来正线一侧又是较平坦地段时,从开通线路的时间权衡,可采取铺设临时线路的方法。

2.当机车车辆、线路损坏严重,虽然铺设便线有一定困难,但必须利用二线实施救援起复或清理现场作业时,可采取铺设临时线路的方法。第四节各种救援方法的特征

虽然机车车辆的脱轨颠覆事故具有偶发性、随机性的特点,但拉、顶、吊、翻等基本救援方法还是具有普遍指导意义的。现场指挥者应审时度势,根据行车事故的具体情况合理选择最佳的救援方法和救援设备。必要时,各种方法和设备可以交叉、同步作业。

根据行车事故救援的成功经验及救援设备的发展现状,可以得出如下结论:

1.就原线开通和便线开通而言,优先采用原线开通法,其次考虑便线开通法。

2.就原线开通的几种救援方法而言,首先采用拉复、顶复法,然后考虑吊复、翻出法。

3.就拉、顶、吊、翻的作业效率而言,对脱轨较轻的机车车辆可进行拉、顶、吊复后牵出以扩大作业空间;对重大性脱轨后发生堆叠、打横、侧翻的车辆可使用拉翻法,利用牵引动力(主要依靠社会救援机械),借助于钢丝绳、翻车钩等,将事故车拉翻或者直接拖至限界以外。

在进行现场救援作业时,应特别注意以下环节:

1.事故救援工作必须坚持以人为本的原则,严格执行铁道部、铁路局有关安全作业的规定,确保作业和人身安全,对危及人身安全的行为要果断制止,防止事故的蔓延和扩大。

2.对装载危险品、易燃品、易爆品、有毒物品、放射性物品的车辆实施救援前,必须采取保证人身和作业安全的措施,并在专业人员的指导下进行起复、卸车或移动作业。事故现场存有易燃易爆及有毒有害等危及人身安全的物品时,要给作业人员发放必要的防护装备和用品。应急救援指挥中心根据现场请求,及时组织、调集相应的安全防护装备。

3.大型救援机械和救援列车在电气化区段实施救援作业时,必须在确认接到停电命令并做好接地防护后方准进行。

4.隧道内救援作业由于受到场地限制,工作空间狭窄,空气流通不畅,不便于太多的救援机具运到现场,造成现场的混乱,阻碍现场的作业。应根据现场救援工作的进展情况,有计划地确定下一步需要开展的工作,安排救援人员到岗;有效控制人员、机具,扩大救援现场空间,为救援工作提供有力保障;作业人员应携带照明用具,执行好呼唤应答制度,防止挤、砸、轧伤和窒息。第五节特殊环境的救援要求

我国地域辽阔,铁路四通八达,一些线路所处的特殊气候环境对行车事故救援工作提出了更高的要求。例如,2006年7月1日正式通车的青藏铁路格拉段(格尔木至拉萨段)是世界上海拔最高的高原铁路,全线海拔高度为4600~2900m,空气中的氧含量仅为海平面的约60%;哈尔滨铁路局管辖的塔河、黑河地区,冬季异常寒冷,极端温度接近—50℃;乌鲁木齐铁路局管辖的南疆、北疆铁路,沿线风沙大、紫外线强,气候恶劣。

在研究开发应用于特殊环境的救援设备及工具时,就必须充分考虑到这些气候特征对设备及操作者带来的影响。

一、高海拔(低含氧量)

在海拔高的地区作业,会导致机器功率的降低和人员体能的下降,可有针对性地采取以下几项措施:

1.提高发动机的额定功率,减小化油器喷嘴的通径。在海拔4000m的地方,汽油机功率只能发挥到额定值的60%左右,如果平原地区的起复机具液压站由5.5HP的汽油机驱动,则在高原地区应更换为由9.0HP的汽油机驱动,同时配装小通径的化油器喷嘴。

2.采用优质材料,优化部件结构,在确保技术性能的情况下降低自重,如选用高强度钢板代替普通钢板,选用高强度钛合金、铝合金材料代替普通钢材,选用迪尼玛吊索代替钢丝绳吊索等。虽然一次性投入可能稍大,但以人为本的综合效益将会日益显现。

3.开发轻便的轨道运输小车和桥梁吊运、边坡提升机具解决救援设备和器材的短途搬运问题,解放人力,节省体力。

二、低气温

在气温低的地区作业,会导致机器效率的降低和一些结构件、密封件的过早脆化,可有针对性地采取以下几项措施:

1.采用耐低温材料,在结构件的焊接工艺上提高一个等级,必要时可在确保性能要求的情况下改进结构设计。

2.对液压救援设备而言,应选择耐低温的密封件和橡胶油管,同时选用耐低温的航空液压油。

3.可借鉴航空航天部门较为成熟的涂膜技术解决系统的保温问题。

三、强紫外线及强风沙

在紫外线强及风沙大的地区作业,会导致设备外涂膜层的过早脱落,同时加剧橡胶件的老化,可有针对性地采取以下几项措施:

1.重点改善外涂层的附着性能,提高工件底面光洁度和清洁度,条件允许时采用喷塑工艺。

2.将外露件(尤其是橡胶件)尽可能地放在储藏箱内。

3.可借鉴石油勘探领域的成熟技术解决橡胶件的老化问题。第二章拉复法及拉复设备使用指南拉复法是在脱轨机车车辆复轨牵引方向一端的适当位置安放复轨器、逼轨器或借助线路设备的自然条件,利用本务机车、救援机车或牵车机具沿线路方向牵引,使脱轨机车车辆轮对抬高,并迫使其复轨的救援方法。它是原线开通法的一种。在几种基本救援方法中,拉复法使用的设备最简单,起复效率也比较高,但是拉复设备的复轨距离有限。当事故车脱轨距离超过500mm时,一般不再使用拉复法;当机车车辆脱轨后倾斜严重或线路损坏严重时,也不再采用拉复法。第一节拉复工具的组成

拉复工具主要包括复轨器、逼轨器等基本部件以及牵引套钩、牵引绳、液压牵车机等附属部件。广义地讲,用来铺垫石砟的铁锹、铁扒等工具也应计算在内。

一、复轨器

能使脱轨机车车辆的轮对依靠自力或外力沿引导筋复位到钢轨上的专用工具称为复轨器。

复轨器的发明已有百年的历史,是最原始也是最有效的救援设备之一。较早的复轨器是人字形复轨器,复轨距离只有240mm。随着救援技术、材料技术和制造工艺的不断发展,近30年来,复轨器也有了较大发展,主要表现在提高强度降低质量(人字形复轨器可降至50kg/只)、增加复轨距离(已达340mm,安装扩距护板后可达500mm)和改进结构形式等方面。复轨器所使用的材料有高强度铸钢、高强度铸造铝合金、高强度钢板等,其结构有人字形、海参形、组合式、多功能组合式(可在桥梁、道岔等特殊场合使用)等多种形式,但其复轨原理都是相同的。

二、逼轨器

当机车车辆脱轨后转向架与车体未分离时,可采用拉复的方法使其复轨。如脱轨距离在复轨器的有效复轨距离之内,可直接安装复轨器;如脱轨距离大于复轨器的复轨距离,可在线路上另外加装逼轨器,在逼轨器的导向作用下,逼迫脱轨车轮向钢轨靠近,至小于复轨器的复轨距离后,再爬上复轨器使脱轨车复轨。

根据线路情况,逼轨器可分为木枕固定型、钢轨固定型及宽轨枕固定型等几种类型。

三、牵引套钩及牵引绳

当脱轨后无法依靠自身动力复轨,且机车车辆歪斜或脱轨距离过远,其车钩不能直接与救援机车的车钩连接时,可用牵引绳及牵引套钩进行过渡连接。使用时,将两个套钩分别挂在救援机车和脱轨车的车钩上,利用钩舌作为支点,中间用绳索连挂。

值得注意的是,动车组之间不仅使用密接式车钩互相连接,而且有些车型的车钩高度(距轨面)超过1000mm,而普通机车车辆车钩的中心高度仅为880mm,因此在拉复动车组时,应先将随车配备的过渡车钩安装在密接式车钩上,然后再将牵引套钩与过渡车钩相连。

牵引套钩一般用锻钢制造或用钢板焊接制成,有整体式套钩,也有分件组合式套钩。牵引绳一般采用钢丝绳,为减轻质量,也可选用价格较高的迪尼玛绳。

四、液压牵车机

液压牵车机是拉复法的动力设备,可替代牵引机车使脱轨车通过复轨器复轨,具有质量轻、操作简单等优点,在救援动力缺乏的高速铁路上实施救援尤可发挥其关键作用。液压牵车机由超高液压泵站、空心往复油缸、超高压油管、牵引杆、定位绳、辅助绳、夹轨器及轨距撑杆等零部件组成。第二节复轨器分类

一、按外形分类(一)人字形复轨器

复轨器最原始的形式就是人字形复轨器,到目前仍在广泛使用。现在,人字形复轨器的复轨距离大多已达到340mm,其所使用的材料有铸钢、铝合金、高强钢板等,质量从50~100kg/只不等。从综合性能对比来看,用高强钢板焊制的人字形复轨器的性能较为优越,其单件质量只有65kg,与铸铝合金复轨器的质量基本相同,而强度比铸钢复轨器还要高,但由于高强钢板人字形复轨器的制作工艺比较复杂,因此价格也相对较高。

人字形复轨器以其表面上高起的两条导轮棱(俗称筋)的形状而得名(从平面上看像“人”字)。人字形复轨器主要由左“人”、右“入”两个单件组成,如图2—2—1所示。图2—2—1 人字形复轨器各部分名称1—大筋;2—小筋;3—校正筋;4—钢轨槽;5—道钉槽;A—有效复轨距离

人字形复轨器的工作原理是,在外力牵引下,使脱轨车轮由轨下沿复轨器斜坡面滚动升高至钢轨平面,同时利用导轮棱条横向调整车轮滚动方向,逼迫车轮轮缘,使轮对移动复轨。其特点是不论车轮脱轨至线路同一侧或两侧,向一个方向拉复都能使其复轨,而未脱轨的车轮从其顶上越过不会造成脱轨。

人字形复轨器的缺点是,复轨器骑卧在钢轨上,在作业时可能被压在车轮底下不易取出,影响复轨工作的进行,又由于其有效复轨距离小,当车轮脱轨距离较大时须配合逼轨器才能使其发挥作用。

人字形复轨器是我国铁路救援中使用最广泛的一种复轨器。根据其安装方法的不同,有腰带加固、尾部穿销加固及尾部加钩腰部加穿销等几种形式。

1.各部分的作用

大筋、小筋——以高起部位逼迫导向,使车轮沿复轨器表面滚动升高至钢轨顶部复轨。

校正筋——用来校正车轮沿大小筋斜向滚动到复轨器头部时的方向,与钢轨成一直线后落到钢轨上面复轨。如果没有校正筋,在车轮沿大小筋斜向滚到头部时,速度稍高就会冲向另一侧面脱轨。

钢轨槽——使复轨器卡入钢轨,限制其左右移动,同时使复轨器尾部落在轨枕上,起平稳作用。

道钉槽——让开道钉、扣件使复轨器尾部全面与轨枕接触。

2.有效复轨距离

有效复轨距离是指复轨器小筋内边至钢轨内边的距离,如图2—2—2所示。图2—2—2 复轨器有效复轨距离

人字形复轨器之所以能使车轮复轨,主要是靠大、小筋与车轮轮缘接触才能逼迫车轮按大、小筋方向前进,直至爬上复轨器头部后落到钢轨上面而复轨。线路内侧的脱轨车轮轮缘与小筋接触,线路外侧的脱轨车轮轮缘与大筋接触。由于大筋的逼轨距离比小筋的逼轨距离大,当线路内侧的脱轨车轮(与小筋接触)爬上复轨器时,线路外侧的脱轨车轮(与大筋接触)已完全爬上复轨器,而外侧脱轨车轮爬上复轨器不等于内侧车轮一定能上复轨器,上不了复轨器就不能复轨,因此要以小筋来确定复轨器的有效复轨距离。

3.车轮脱轨距离的测量

脱轨距离为脱轨车轮上某点到车轮实际复轨后位置间的水平横向相对距离。在实际中,可以测量线路内侧脱轨车轮轮缘内侧点到钢轨内侧边的距离,如图2—2—3所示。(二)海参形复轨器

海参形复轨器(图2—2—4)以其外形酷似海参而得名,它体积小、质量轻,安装比较简单。使用时,脱轨车轮被拉上复轨器,滚动到顶部斜面,利用事故车自重将车轮滑落于基本轨轨面而使其复轨。海参形复轨器分为内侧用、外侧用,两只合成一组,内侧的较矮小,外侧的略高大。复轨器用钩螺栓在侧面与钢轨固定,能避开机车排障器且不影响正常行车。图2—2—3 脱轨距离的测量图2—2—4 海参形复轨器

海参形复轨器的缺点是,只能在单面脱轨时起复轨作用,且受结构本身的限制,其复轨距离不大,当脱轨距离大于150mm时,须采取逼轨措施。(三)组合式复轨器

组合式复轨器是针对老式人字形复轨器质量大、复轨距离小而研制的,最初只是将人字形复轨器的“撇”和“捺”分开,以降低质量、便于搬运,目前有带楔铁座和不带楔铁座两种。带楔铁座的复轨器安装方式和人字形复轨器相同,如图2—2—5所示;不带楔铁座的复轨器需使用钩螺栓和楔铁固定,安装比较繁琐,如图2—2—6所示。图2—2—5 带楔铁座组合式复轨器安装示意图图2—2—6 不带楔铁座组合式复轨器安装示意图

二、按用途分类

复轨器的使用与线路情况密切相关。根据线路轨道结构的不同,可分为普通线路用、岔区用、桥梁用、宽轨枕用、无砟轨道用和端头用等几种复轨器。传统的人字形、海参形、组合式复轨器均可在普通线路上使用。(一)岔区复轨器

当脱轨发生在道岔的特定区域内(如岔尖、辙叉心处)时,需要安装使用岔区复轨器。

岔区复轨器考虑了岔区的特殊结构,主要由捺形复轨器、羊角形复轨器和丁字形复轨器等几部分组成,如图2—2—7所示。图2—2—7 岔区复轨器安装示意图(二)桥梁复轨器

与普通线路相比,桥梁线路增加了护轮轨,如在桥梁上发生脱轨事故,在不拆除护轮轨的情况下无法安装普通复轨器。桥梁复轨器是综合采纳了人字形复轨器及海参形复轨器的特点而专门设计的,故可在桥梁上安装使用,如图2—2—8所示。图2—2—8 桥梁复轨器安装示意图

这种复轨器不仅适用于桥梁线路,而且适用于普通线路,是一种典型的多功能组合式复轨器。(三)宽轨枕复轨器

在线路的一些特殊或特定区段(例如隧道内、车站站场),轨下基础为轨枕板,也称为宽轨枕。虽然宽轨枕由于清筛困难、道床板结严重而逐步被淘汰,但是现有的这些铺设着轨枕板的区段仍然限制了普通复轨器及逼轨器的使用——无法安装或安装不牢。宽轨枕复轨器对人字形复轨器进行了针对性改造:去掉了有碍安装的中部支撑;减小了尾钩的长度,使其可以落入轨枕间的V形槽内。配套的逼轨器也利用V形槽安装夹具,解决了固定问题,如图2—2—9所示。图2—2—9 宽轨枕复轨器及逼轨器安装示意图(四)无砟轨道复轨器

高速铁路全线和新建普速铁路的重点地段采用了性能优异的块式或板式无砟轨道结构。由于高铁线路的少量沉降要靠在钢轨下部加垫来弥补,因此其扣件结构较普速铁路又高又大,且附近有凸台。无砟轨道复轨器不仅要保证拉复作业的可靠,而且要尽量避免对线路设施(特别是扣件)的破坏。这种复轨器在普通人字形复轨器的基础上,增加了扩距护板和博格板护板,如图2—2—10所示。图2—2—10 无砟轨道复轨器安装示意图(五)端头复轨器和坡形铁

当机车车辆脱轨后线路损坏,撞出土挡后,可将翻倒的钢轨切断,安装端头复轨器。左、右两只复轨器的前部用接头夹板分别与基本轨连接,后部用销轴将两只复轨器连接在一起,如图2—2—11所示。

坡形铁就是一根短钢轨,一端制成鹤嘴形,一端钻有螺栓孔。当使用时,在尽头线末端,用接头夹板将其与基本轨连接,使脱轨车轮顺利爬上基本轨,如图2—2—12所示。图2—2—11 端头复轨器图2—2—12 坡形铁

三、按材质分类

根据复轨器所使用的材质,可分为铸钢、合金铝、高强钢板三类。

以前的复轨器大多采用铸钢,虽然其铸造成本低,但单件质量大,达90~110kg,搬运和安装都非常费力,影响作业时间。

合金铝复轨器的出现降低了单件质量,但其制造成本高且强度低,在使用过程中易压溃导轮筋而造成复轨失败。

近几年出现了采用优质高强钢板焊接的复轨器,可根据实际承载力,以补强或去除材料的方法进行结构设计,使复轨器受力更加合理,单件质量在65kg左右,便于现场搬运和安装,同时其具有良好的可焊性及冷成形性。第三节复轨器及逼轨器的安装

一、GF型高强度人字形复轨器及逼轨器(一)组成及主要技术参数

人字形复轨器由左侧(“人”形)复轨器、右侧(“入”形)复轨器、楔铁、调整垫板等组成,逼轨器是钢轨固定型,由逼轨筋、支撑杆和附件等组成。人字形复轨器及逼轨器主要技术参数见表2—3—1。表2—3—1 人字形复轨器及逼轨器主要技术参数表(二)安装使用方法

1.安装位置

左侧复轨器安装在拉复方向线路左侧,右侧复轨器安装在拉复方向线路右侧。复轨器的安装位置以及复轨器头部的方位要根据机车车辆的具体脱轨情况而定。一般而言,复轨器头部应指向脱轨车拉复的方向。左侧及右侧复轨器放在同一根轨枕上,两只复轨器要保持在同一水平位置。

在线路中间脱轨车轮前安装逼轨器,其开口朝向脱轨车轮,小口与复轨器对接。

2.固定方法(1)将逼轨筋靠近脱轨车轮一端的止挡与轨枕靠紧,并从小到大安装支撑杆。支撑杆一端采用插销与逼轨筋连接,并安装好开口销,另一端采用卡块与另一侧钢轨的轨底连接,如图2—3—1所示。

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