钢轨磨损,列车脱轨:4.3美国华盛顿州家谷旅客列车脱轨事故
以下内容摘自NTSB官方调查报告,具体内容请查看原件或登录官网查询

事故概况
2005年4月3日上午9:35左右,美国国家铁路客运公司(Amtrak)西行的27次旅客列车在BNSF铁路公司西北分局管内MP 58.562处脱轨,列车在华盛顿家谷附近的哥伦比亚河北侧哥伦比亚河峡谷的切面上脱轨时,正以60mph的速度行驶在一条干线上;然而车厢靠在外面弯曲的路堤上倾斜了大约35°.列车上有106名乘客和9名铁路职工.事故造成30人(22名乘客和8名员工)受轻伤;其中14人被送往当地医院.2名受伤乘客被留院过夜进一步观察;其余乘客已出院,直接经济损失85.4万美元.事故发生时天气多云有薄雾,有断断续续的小雨,气温约为45℉,东南风8mph

实时信息
事故发生经过
事故发生当天,Amtrak铁路公司27次旅客列车原计划从华盛顿的帕斯科站(Pasco)开往俄勒冈州的波特兰站(Portland)全程约232mile.列车在离开帕斯科前机车乘务员在早上6:35进行了运行空气制动测试.机车乘务员在测试过程中没有发现到任何异常


美国铁路公司27号客运列车上有3名工作人员:1名机车乘务员,1名列车长和1名助理列车长.他们都表示当列车驶近事故区域时旅途平安无事.机车乘务员在清晰的信号指示下以60mph的记录速度驾驶列车.一个热箱/拖拽设备探测器也位于路边信号附近并且没有列车缺陷被记录下来或通过无线电传送给乘务员.当列车驶近事故现场时机车乘务员坐在机车右(北)侧的控制台上,列车长和副列车长坐在车厢里.列车长在处理文书工作,副列车长在监控火车的无线电联控
列车在进入1个3°的左弯前穿越了大约11 1/4mile的直线(正切)轨道并脱轨.该机车乘务员表示他第一次意识到脱轨是在他没有启动的紧急制动应用发生时.列车员和乘客表示他们是在被甩来甩去,在车厢里推搡时才意识到脱轨的.随后大量的灰尘和碎片进入车厢



列车信息
该列车由1台机车和4辆客车组成,本务机车P42DC 163;除机后第1辆为双层观光车外,其他车辆均为双层硬座车





线路报告
在事故发生前的12天里关于列车后来脱轨的地区有4份不同的报告.如下文进一步讨论的,第一次报告之后没有进行视察但对随后的三次报告进行了后续视察.在三次后续检查中只有一次是由BNSF轨道检查员定期派往事故发生的轨道区域进行的.另外2次检查是由BNSF的替代轨道检查员进行的,通常被分配到相邻的轨道区域”
2005年3月23日,美国联邦铁路管理局(FRA)的一名检查员提交了第一份关于粗糙轨道的报告.当时他正在添乘Amtrak27次客车从帕斯科开往华盛顿州温哥华的机车上,当时他注意到曲线上有两个位置在MP 58.4处引起横向移动.他通过电子邮件向BNSF负责该地区轨道维护的路长发送了一份联邦铁路局的检查报告.路长没有将联邦铁路局的报告告知轨道检查员也没有在事故发生前下令进行后续检查”
3月28日,1名Amtrak机车乘务员向BNSF列车调度员报告,他们的列车在MP 58.7区域颠簸行驶.由于没有定期派往该地区的轨道检查员,BNSF派遣了一名替代轨道检查员对粗糙的轨道进行评估并根据需要采取适当的补救措施.检查员将轨道从MP 58.9走到MP 58.7没有发现不适当的轨道状况也没有采取进一步的行动
2天后也就是3月30日,另1名机车乘务员向BNSF列车调度员报告:他们的列车在MP 58.7区域颠簸行驶.BNSF轨道检查员定期被分配到该轨道区域,随后被派去评估粗糙的轨道.检查员在MP 58.6和MP 58.8之间的轨道上行走,他还沿着58A号和58B号弯道之间的轨道行走.那里距离事故列车后来脱轨的地方约1/4mile.他在MP 58.8的桥梁入口附近发现了一些低洼点,距离脱轨以东约1270ft他把轨枕竖起来同时夯实
4月1日也就是事故发生前2天,1名BNSF机车乘务员向BNSF列车调度员报告:他们的列车在MP 58.7区域颠簸行驶.3月28日检查轨道的同一位替代轨道检查员再次被派去评估粗糙的轨道,轨道检查员在距离脱轨以东约211ft的MP 58.6处发现了一些混凝土枕磨损.他向BNSF公路管理员报告了这一情况但没有采取任何补救行动
原因分析
轨道描述
事故发生的轨道被指定为FRA IV级,货物列车的最大允许运行速度为60mph,旅客列车为80mph.然而由于地理特征和轨道曲率的原因,通过脱轨区域的最大允许运行速度货运列车为55mph,旅客列车为60mph
从东边接近脱轨地点有大约11 1/4mile的直线轨道通向一系列弯道.第一个弯道也就是发生出轨的弯道58B号是一个向左3°的弯道,长约1500ft超高高度为4 1/2in.紧随其后的是约500ft的直线轨道,然后是第58A号曲线.这是一条右3°曲线,长约1800ft.通过这一区域的轨道等级基本上是水平的,这段轨道沿着哥伦比亚河的北岸
轨道结构由136磅重的连续焊接轨道(CWR)10在混凝土枕上建造,CWR用“Safelok”弹条和绝缘体固定在横梁上,一个特殊的混凝土连接垫板将CWR与混凝土十字形轨道座分开(见下图)混凝土扎垫由三件套垫系统组成.聚乙烯垫片垫厚约1.5mm,放置在混凝土横杆的垫板上,下面是一层1.4mm厚的钢材,在钢轨底座下面是一个6mm的重型塑料垫
轨道结构支撑在切割的花岗岩石砟上,混凝土道钉下深度约为28in.混凝土枕于1990年安装.道钉的中间间隔约为24in即每39ft的轨道长度大约有19个.1996年外面的曲线轨道被替换

美国联邦法规(CFR) 213.233第49篇要求4级轨道每周检查2次,2次检查之间至少1个日历日.根据BNSF的政策,检查人员还负责修复他们可以单独处理的已识别的缺陷.BNSF负责事故发生区域的轨道检查员每周检查轨道3次:周一,周三和周五,在检查期间他还在周一和周五给外面的曲线涂了润滑剂,周三给里面的曲线铁轨涂了润滑剂.在事故发生前大约一个月,由于他的助手被重新分配.轨道检查员一直在独自工作

2004年5月25日和9月23日BNSF轨道几何车分别对这条轨道进行了检查.在两次检查中58B曲线区域被标记为黄色,作为量具的维护区域根据轨道检查员的说法,路长直到2004年12月才给他一份9月份的几何车价值的副本.经常视察员和来自邻近领土的替代视察员都表示,他们几乎没有接受过混凝土交叉检查方面的培训.两名巡视员都说自己是“自学成才”的,而且他们都没有表示自己接受过任何关于如何阅读轨道几何车生成的报告的培训
在事故发生前,BNSF的混凝土枕检查标准最低.此外在“轨道安全标准”中没有针对1至5'轨道级别的混凝土枕的联邦标准,与6号及以上轨道级别(用于高速运行)的标准类似
发生脱轨的地区的定期轨道检查员说,他的管辖范围包括混凝土和木枕,混凝土枕主要集中在弯道段. NTSB调查人员问轨道检查员,当他发现混凝土枕磨损时他做了什么.他说从FRA的角度来看,横向磨损不被认为是轨道缺陷.但如果是“更糟糕的地方他会松开轨道,进行环氧树脂修补”他表示,在他的轨道检查中混凝土枕磨损不是优先事项.他还表示他不知道脱轨区域的混凝土枕磨损问题
由于交通流量很大(在检查员指定的58mile范围内每天大约有57趟列车)轨道检查员说,在车上检查轨道时,他从1个站到另1个站的时间大约只有半小时或更少.两站相距约10-15mph.他说他的轨道检查速度从20-25mph不等.轨道检查员说,他有时会对弯道进行步行检查但在他失去助手后,这变得太困难了,BNSF程序不要求通过步行检查对曲线进行目视检查.此外BNSF电子检查表格没有为轨道检查员提供数据字段以表明他是如何检查弯道的.因此没有记录表明在步行时和在高铁车辆上检查了哪些弯道.垫板的磨损程度影响着横轨的抗侧翻性能,单靠目测无法确定其抗侧翻能力.目前可靠测量侧翻阻力的最佳方法是使用量具约束测量系统(GRMS)车辆并使用轻型夹具BNSF没有使用其GRMS车辆通过瀑布桥分局,因此轨道侧翻阻力没有确定
钢轨与轨枕相互作用和磨损
混凝土枕主要用于木材失效的货运铁路系统以及典型的高交通密度和高吨位列车的地区.尽管混凝土枕比木枕坚固得多,但混凝土枕的一个潜在问题是,放置在轨道和扣件间的拉杆垫下的垫板磨损.在钢轨衬垫接触区域,在水分和磨砂剂的作用下钢轨在负载下反复弯曲从而磨损了轨枕的水泥表面,部分暴露的砟石聚集并恶化了垫下的轨道座位区域从而减少了弹条紧固件施加的脚趾载荷.随着轨座磨损深度的增加,轨头可以向外旋转,使轨距在列车下方变宽

一旦衬垫区域开始恶化,混凝土磨损过程迅速加速,钢轨斜面就会受到损害.在事故发生的曲线处外轨基角(场侧)倾向于向外旋转并挖入轨枕保持钢轨斜面可以减少钢轨侧翻的倾向.BNSF在其混凝土枕上使用了1:40的铁轨斜面(斜坡)并将其浇铸在铁路座位上
经调查确定:脱轨点为58B弯道MP 58.56处.在该位置附近有19个连续的混凝土枕结出现了垫板磨损,深度从1/16-11 1/4in,深入外侧曲线导轨现场23侧的混凝土表面.磨损在钢轨底座底部和混凝土交叉带顶部间产生了空隙,这使得钢轨在负载下向下偏转并向外旋转(如下图所示为脱轨现场轨座磨损的两个视图)当列车经过该地区时这种轨道的旋转导致轨距变宽.另一个在列车负荷下,轨距变宽的迹象是内弯轨轨头中心的划痕.第一个脱轨的是27次旅客列车的机车,似乎是一个轮子在磨损最深的地方首先脱轨

另一个地点在脱轨以东约400ft处也被发现有严重的混凝土轨枕垫板磨损,在这一区域有11个混凝土枕有至少5/8in深的磨损,对应的轨距为58in.49 CFR 213.53中4级轨道的最大允许量规是57 1/2in.在该地区还发现了其他三个连续磨损的混凝土枕,其测量尺寸分别为57 11/16in,57 13/16in和57 15/16in

FRA没有规定轨道1至5级的混凝土枕磨耗限值,对于6级及以上的轨道,它确实有磨损限制.虽然FRA没有就混凝土枕磨损问题发布BNSF违规行为,但FRA确实发布了BNSF在脱轨点和脱轨点以东400ft处的宽轨距轨道缺陷违规行为
对BNSF的轨道检查记录进行了检查以确定这些记录是否反映了事故后发现的具体十字路况,也确定这些记录是否准确完成.FRA在审查记录时发现许多报告完成缺陷和三次报告完成违规.还对分区内的第86A,第86B,第112A和第112号弯道进行了高铁和步行检查.没有发现FRA标准的例外但有几个混凝土连接垫没有正确安装
在一家私人实验室对脱轨区4个混凝土枕进行了测试,以确定材料是否符合美国铁路工程和道路维护协会(AREMA)的规范.结果表明混凝土交叉胶的结构特性在AREMA规范范围内
人员信息
1995年BNSF雇佣了常规轨道检查员,作为tie替代生产团队的工人.此后他先后做过卡车司机,轨道领班和轨道检查员.2001年1月至7月他还临时教授工程说明书和规则.然而轨道检查员没有接受BNSF轨道检查员审计计划25的评估,该计划旨在确保跟踪检查员的知识和能力
1995年8月BNSF聘用了这名替代的轨道检查员.作为一名轨道工人他在事故发生前断断续续地担任了9年多的职位.他还担任过其他几个与轨道相关的职位,职位根据资历和铁路需求而有所不同.2005年1月他第一次当上了轨道巡视员.他花了一个月的时间检查俄勒冈干线支线,然后在事故发生前的两个月里被分配到从MP 54.8到MP 9.8的4类主线轨道.他还没有接受BNSF跟踪检查员审计项目的评估
1966年BNSF的前身圣达菲铁路公司(Santa Fe Railroad)雇佣了这位线路管理员.在整个20世纪70年代和80年代他担任过许多职位包括轨道检查员,铁路列车主管和焊接工头.1993年,他被指派为加州圣贝纳迪诺的分区路长;1999年他成为包括事故现场在内的铁路的路长.事故发生时,公路管理员监管着从MP158.4号的麦克雷到MP14.9号的麦格林的铁路,这大约是134mile的主线轨道和6mile的干线.他还监督了3名轨道巡视员和20名断面工人
事故后的发展
家谷脱轨事故发生后,BNSF改变了其工程实践,开发了混凝土交叉磨损的年度培训模块并在2005年4月发布了关于“具体联系轨道座磨损”的信息工程通讯,2006年2月发布了第27号系统通用订单.BNSF从2006年8月开始将所有这些信息纳入新的工程指导标准,名为《具体联系手册》该手册已经分发并就以下方面向跟踪维护和检查人员提供了培训:
轨道座椅磨损
轨座磨损的原因
钢轨座椅磨损的迹象和症状
几何车数据潜在导轨座磨损指标
预防和遏制轨道座椅磨损
混凝土横轨座磨损修复
混凝土横木弯道的最低步行检查要求
BNSF报告说,它正在实施紧固件改进以减少混凝土十字磨损问题并加强技术以识别在30天内提交的多个问题报告.目前当在30天内提交多份故障单时,调度台维护台人员会在该地区实施25mph的限速.之后一名BNSF主管被要求进行检查并在取消速度限制之前签署一份释放
BNSF跟踪检查员审计计划
BNSF轨道检查员审计计划包括一份知识和技能清单,轨道检查员需要向来自不同地区的一组道路管理员演示.审计计划的目的是找出检查人员可能存在的任何弱点,然后对检查人员进行指导,咨询和再培训.在事故发生前检查清单既没有包括对混凝土横木磨损的描述也没有解释在观察到这种情况时应如何处理.截至2006年5月BNSF报告说,它已经开始对轨道检查人员对轨道座椅磨损迹象和症状的识别进行审计
华盛顿斯普拉格
2006年1月28日,另一列美国铁路公司(Amtrak)列车在BNSF西北分部脱轨,脱轨发生在华盛顿斯普拉格附近的一个弯道.BNSF确定混凝土枕磨损和轨道几何超限是事故的因素.此外就像在家谷事故中一样,在斯普拉格附近发生的事故中机车是第一个脱轨的
调查结果
可能的原因
NTSB认定,2005年4月3日Amtrak 27次旅客列车在华盛顿家谷附近脱轨的可能原因是BNSF铁路公司对多次报告的粗糙轨道状况反应不足,这些报告后来被归咎于混凝土枕磨损过度,导致外轨向外旋转造成轨道几何超限.造成这次事故的另一个原因是联邦铁路局未能为混凝土crossties提供足够的轨道安全标准
整改措施
NTSB对2005年4月3日发生在华盛顿家谷附近的美国铁路公司列车脱轨事件进行了调查,根据调查结果提出了以下安全建议.有关这些建议的更多信息,请参见“致收件人的安全推荐信”
致美国联邦铁路局:
扩展到混凝土交叉扣的所有等级的轨道安全标准,至少解决以下问题:轨道座椅磨损限制,混凝土交叉扣垫磨损限制,轨道扣件丢失或损坏,适当的负载压力损失,扣件配置不当以及轨道横向移动过多
致BNSF铁路公司:
作为轨道巡视员审计计划的一部分,确定是否为巡视员提供了足够的轨道时间来履行他们的职责并在必要时采取纠正措施
致美国铁路协会和美国短线和地区铁路协会:
根据2005年4月3日发生在华盛顿家谷附近的事故的情况,通过你们的出版物,网站和会议,向你们的成员强调,有必要为轨道检查人员制定检查指南以解决所有级别轨道的混凝土交叉道岔所特有的问题和特点.当您的成员制定这些指南时,鼓励他们考虑《联邦法规法典》第49部分第213部分中的元素,轨道安全标准”用于轨道及更高级别的混凝土枕
致美国铁路工程与道路维护协会:
根据2005年4月3日发生在华盛顿家谷附近的事故的情况,通过你们的出版物,网站和会议,向你们的铁路成员强调,有必要为轨道检查人员制定检查指南以解决所有等级轨道的混凝土交叉道岔所特有的问题和特点.当你的铁路成员制定这些指导方针时,鼓励他们考虑49联邦法规法典》第49部分第213部分中的元素.“轨道安全标准”适用于轨道6及以上级别的混凝土横梁
事故调查人员




通过时间:2006年10月18日