说明:以下内容为NTSB官方的调查报告翻译,具体内容详见原件或登录BNSF官网查询

事故概况

美国东部时间2006年10月20日星期五晚22:41左右,NS铁路公司68QB119次货车(三台机车重联牵引,编组86辆(3辆空缓冲车+83辆装载变性乙醇的重罐车)从伊利诺伊州芝加哥站开往新泽西州塞瓦伦站的途中,运行至宾夕法尼亚州新布莱顿的海狸河铁路桥时发生事故,造成23辆重罐车脱轨,其中数辆坠落铁路桥下,沉入海狸河.在23辆脱轨的罐车中,约有20辆罐车发生乙醇泄漏.随后起火燃烧了约48h一些未燃烧的乙醇液体流入海狸河与周围的土壤中.新布莱顿的7个街区内住宅和商店以及事故附近地区的居民被紧急疏散,事故没有造成人员伤亡.NS铁路公司估计损失总额为580万美元

此次事故中发现的安全问题包括:超声波钢轨检查和钢轨缺陷管理,内部钢轨检查流程的监督和内部钢轨检查的要求.为保护乘员在列车中放置危险品车等

事故调查

线路概况

脱轨地点位于NS匹兹堡管内的韦恩堡线I道MP29.26(K47+90m)韦恩堡线为双线非电气化线路,维持国铁IV级标准,货物列车的限速50mph,旅客列车限速79mph

NS轨道位于新布莱顿商业区和邻近海狸河的社区公园连接海狸河桥;CSX匹兹堡线位于比弗河的西侧,在新布莱顿北部的NS轨道下交叉.杨斯敦线位于北侧新布莱顿位于比弗河的东侧,它连接到新布莱顿东部的国家铁路干线.桥东侧是横跨NS扬斯敦线的PC-29.2隧道.虽然没有发生事故,但脱轨的车辆也跨越了隧道

韦恩堡线记录显示:该线每年运输6350万吨,大约70辆NS货运列车和2辆Amtrak图定旅客列车在运行.据NTSB估计,在事故发生前的6个半月时间里,有29名职工在事故现场出现

钢轨结构符合NS标准,用道钉固定在轨枕上,每组钢轨间由夹板固定,从轨枕到混凝土桥面有大约23in的道砟.钢轨为140磅的连续焊接钢轨,在1976年轧制并于1977年安装

调查人员在线路区间内14个监测站对I道进行了几何测量,每隔15.5ft就进行一次测量,从确定的脱轨点开始,里程为PC29.26(K47+90m)一直向西没有发现任何例外

列车概况

该列车于2006年10月18日在联合太平洋铁路公司(UP)衣阿华州伊格尔格罗夫站发车,原车次为UEEBNF-16.这列上行列车在伊利诺伊州芝加哥普若维索编组场完成摘挂后,车次变更为开往新泽西州塞瓦伦的68QB119次货车.该列车被认为是“接力”(贯穿)列车,因为全程并未换挂机车,只是到达普若维索后补充了燃油

经过最初的末端空气制动测试和设备检查后,列车于10月19日晚23:30由芝加哥站发车.到达印第安纳州的埃尔克哈特站换乘点时,一台配备了机车信号的机车被编入列车担当本务机车;此时68QB119次货车由3台机车牵引,编组86辆(83载货3空)为3辆空棚车(缓冲车)+83辆DOT-111A型罐车,总重10745吨,计长148

20日14:30,2名乘务员(司机和列车长)在美国俄亥俄州托莱多站交接,于16:20登车,检查完毕后列车于16:30在托莱多站发车

机务人员称他们的行程是正常的,包括本务机车.这是在一个明确的信号指示下运行,穿过横跨宾夕法尼亚州新布莱顿海狸河的铁路桥

机车乘务员说,在他的机车驶出桥东端大约200码后,机车信号从“清楚”变为“接近”便一直在使用电阻制动控制速度.他说,列车在行驶了200-300码后,紧急制动便启动了.列车运行监控显示:事故发生在晚上22:41:23,当时列车以37mph的速度行驶.22:41:57列车停车.机车在海狸河大桥东端大约半英里处停车.机车乘务员称:在紧急制动前,他们没有发现任何异常

此外他们没有立即意识到列车已发生脱轨,但他们看到一道明亮的闪光朝列尾射来.此时列车长用机车无线电手台联系了NS克利夫兰调度员说:“我们这儿着火了…我想我们发生了爆炸”调度员告诉机组人员迅速撤离,之后两名机组人员向东撤退,直到距离车头约半英里

22:45机车乘务员用手机拨打了911报警电话,报告说他的列车上有80辆乙醇罐车发生了爆炸.在向NS官员提供了手写声明后,机组人员被送往宾夕法尼亚州比弗的遗产谷健康系统医疗中心.在那里他们按照联邦铁路管理局(FRA)的事故后要求进行了药物和酒精测试.2006年10月21日凌晨2:29机车乘务员换班,3:52退勤

应急响应

海狸县紧急服务中心在晚22:42收到了第一个911通知,电话是一个身份不明的人打来的

打电话的人报告说,列车从桥上脱轨掉进河里,发生了大火.新布莱顿市消防局长当时就在附近;他说,他听到了两声巨大的“嗖嗖声”并立即对该地区作出了反应.22:45分911接线员接到机车乘务员的电话报告.22:47NS克利夫兰线调度员给新布莱顿地区打了911,报告说列车在海狸河东部起火;911接线员通知说,应急人员已经对事故作出反应(在事故发生后很短的时间内共接到158个电话)22:52NS警方通信中心向911接线员确认了这一通知,并于23:05向应急服务中心传真了该列车的组成部分.NS部门的助理局长接到了通知,他与列车组成人员一起前往事故指挥所.约在23:30到达现场

紧急救援人员是否建立了指挥部,集结区,康复区和问责小组在事故现场附近.新布莱顿的消防和警察部门人员挨家挨户地疏散居民.最初的疏散区是从河边到第五街和第五大道.该区域随后从河流扩展到第八街和第七大道,疏散估计影响了大约150人.撤离者被引导到第一卫理公会教堂、新布莱顿中学的自助餐厅或帕特森镇消防局;具体疏散位置见下图

事故指挥官暂停了CSX铁路公司的铁路交通.从脱轨地点向北过河.10月21日(周六)上午10:00,线路开通运行

消防员在大桥北端(铁路西端)附近的停车场待命.从这个位置他们看不到从桥上坠落的罐车.由于火灾产生的热量,消防员们在离桥最近的房屋上设置了供水管道和无人喷雾,开始了防御行动.由于担心车厢的结构完整性水流没有立即喷到车厢上

夜间,消防指挥部决定继续进行防御行动,监测情况让大火通宵燃烧.21日(星期六)上午由消防队员和铁路危险物质应对队(包括NS公司和NS环保及危险物质人员)组成的2支队伍进入了事故现场,对现场和油罐车进行了检查

清理残骸和从一些油罐车上卸下乙醇的工作从周六晚上开始.截至10月22日(周日)上午,抢修人员已经从河岸和轨道区域移走了8辆罐车.周日晚上23:15所有火灾都被扑灭.周一上午9:00解除警报,居民获准返回家园.最后一辆脱轨的罐车于12:50被移走

23辆脱轨罐车装载了660952加仑的乙醇,其中175674加仑被回收.约有485278加仑的乙醇泄漏入河.2007年1月的一份报告准备的环境咨询公司ENSR公司和提交到宾夕法尼亚州环保部门的代表NS表示,大火吞噬了大部分乙醇释放,和准确的体积的乙醇释放到土壤或海狸河不能确定.报告还指出任何排放到海狸河的废水都没有造成明显的负面影响,如鱼类死亡或河流光泽,下游的水处理设施也没有受到影响.环境保护部于2007年1月31日批准了该报告

现场检查

安全委员会的调查人员发现,在PC 29.26-PC 30.5(K47+90m-K49+80m)被毁线路间没有发现轨道异常或设备被盗的证据.根据脱轨痕迹,调查人员确定脱轨点是位于PC 29.26段.此外调查人员在最后一辆脱轨的罐车下发现了严重损毁的钢轨,其中一些有钢轨末端撞击的痕迹.在PC 29.26以东,共发现七处断裂的钢轨,后被送往安全委员会材料化验室作进一步检查

(这些检查的结果详载于本报告"测试和研究"一节)五种钢轨缺陷被描述为“猛击造成的细部断裂”(也称为壳裂纹)在钢轨头部断裂面上清晰可见(参见下图)

损害赔偿

罐车赔偿

安全委员会的调查人员检查了脱轨的乙醇罐车,它们被转移到新布莱顿大石公园附近的一个工作地点.在脱轨的23辆罐车中有12辆泄露了约28700加仑的乙醇.其他8辆罐车损失了部分负载,从20-27613加仑不等

12辆罐车报废,其中8辆在脱轨后坠落铁路桥下,罐内的乙醇全部泄漏.来自火灾的热量导致另一辆油罐车过度增压并破裂.在脱轨后发生的火灾中另有8辆罐车中破

轨道和结构损伤

两条钢轨的东桥跨度的钢支撑结构受到轻微损坏,混凝土支撑桥板受到严重损坏,共计损坏线路990ft(301.7m)

经济损失

国税厅估计,此次事故的损失金额为198.5万美元.轨道和信号:882919美元;还有354,432美元的非危险材料脱轨清理费.损失产品/货物,应急/补救,环境场地补救和附带费用的估计费用为2546 304美元.估计损失总额为5768655美元

人员信息

机车乘务员

机车乘务员于1999年5月17日开始在CR公司担当制动员,并于1999年6月1日转调到NS铁路公司,2002年10月20日考取铁路司机驾驶证.事故发生时他已经有4年的工作经验.在2003年5月的最后一次规章考试中他获得了满分.2006年3月7日他通过了最后一次机车乘务员认证.他被分配到康威机务段工作

事故列车长

事故列车列车长有4年的工作经验.他于2002年10月3日开始在NS工作,2003年4月10日晋升为列车长.他被分配到俄亥俄州的康威机务段和托莱多间工作.他估计自己在康威和托莱多间往返了200-300次,期间没有发生任何事故

考勤记录

安全委员会调查人员记录了工程师和列车长96h的工作/休息记录.经调查:事故发生时该机车乘务员已驾驶8h11min且连续14h未睡觉.事故发生时列车长已值班约8h11min并已连续清醒约11h41min

毒理学资料

美国联邦铁路局按照《联邦法规》第49条第219部分规定:对68QB119次货车的机车乘务员和列车长依法进行毒理学样本检测:这些测试筛选了包括大麻,可卡因,鸦片,安非他明,甲基苯丙胺(冰毒)苯环克利丁,巴比妥酸盐,苯二氮卓和乙醇等;最终测试结果为阴性,排除了二人酒驾,毒驾和药驾的嫌疑

气象信息

距离事故现场最近的气象站是匹兹堡国际机场(位于新布莱顿以南约23mile处,有22:51的天气数据)和海狸县机场(位于新布莱顿西北约5mile处,有20:49的天气数据)气象站记录了7mile的能见度,从西南偏西到6节的风速,天气:多云,温度约42°F(5.5℃)

铁路信号

脱轨区域的列车运行由交通控制系统的信号控制,该系统由位于宾夕法尼亚州格林特里的NS克利夫兰线列车调度员指挥的计算机辅助列车调度设施控制.该系统主要使用机车信号(信号指示显示在列车的领头机车单位驾驶室);除管制站外没有路边信号

铁路桥

NS海狸河大桥是一座10跨的钢结构混凝土压载桥.横跨河流和CSX铁路.栏杆的顶部离河面约35ft这座1314ft长的桥是在1926年由弗农山大桥公司为宾夕法尼亚铁路建造的.两个平行的桥梁结构支撑的双线桥,该桥南侧的I道和北侧的II道,列车在大桥东端脱轨横跨大桥的两条主轨在不同的桥墩上开始相互弯曲

信号检测

调查人员检查了信号系统数据,本务机车的机车信号设备和调度日志.事故后对信号系统的测试表明:系统工作正常,脱轨前机车接收到的清晰的进场信号是正确的信号

信号系统利用轨道作为电路的管道.因此如果轨道两端被分离并且在轨道部件(如拉钩板)可以桥接不连续的地方没有发生不连续,信号系统可以检测到断轨.在这起事故中信号系统在事故发生前没有检测到轨道的不连续

机械性能试验

事故列车经过了位于印第安纳州Vine Creek附近的一个车轮撞击负荷探测器,该地区位于新布莱顿以西约347mile检测器测量每个车轮对轨道的影响并比较车轮之间的影响并没有发现异常,所有车轮冲击力均在NS公差范围内.22:04列车经过一个热箱并拖着设备检测器.事故发生前37min行驶了21mile没有发现任何例外.22:39在脱轨前2min列车经过了另一个拖着设备探测器的热箱同样没有例外

脱轨列车分成了三个部分:①3台机车单位和前22辆未脱轨车厢;②23辆脱轨的车厢组成③后方41辆未脱轨车厢

轨道及线路检查

本节将讨论两种类型的检查:轨道检查和内部轨道检查.轨道检查是目视检查,检查轨道结构(包括道砟,横断面,轨道总成配件和轨道的物理条件)路基和紧邻路基的区域以及轨道几何形状,以确定这些是否符合联邦和公司的要求.轨道检查应当步行进行或者以使检查人能够目视检查轨道结构的速度乘坐车辆在轨道上行驶

铁路和铁路检测承包商通常使用类似的超声波检测设备:尽管在数据处理速度,信息表示以及车辆配置和设置方面存在差异.在这些检查中设备操作员评估来自传感器和感应线圈的数据.如果操作人员认为有可疑的指示,检查车辆将停止并退回到指示的位置.然后,操作人员可以下车使用安装在汽车后部的检查装置手动检查轨道.如果确认有缺陷就对其进行标记,随后的轨道工作人员可以对有缺陷的轨道进行修复或移除或确保该区域得到保护使用这些检查方法很难发现炮击造成的细节裂缝,因为撞击会阻碍超声信号向样本的传递和信号向探测器的反射。其他轨道状况,如头部检查和剥落和过量的轨道润滑剂的存在也阻碍了对轨道缺陷的检测

斯佩里的代表说,手工检查可能更有可能发现撞击造成的裂缝细节.当使用70°换能器进行手动检查时操作人员可能能够对换能器进行足够的定位,以使信号穿透某些表面条件下执行检测的车辆没有能力以这种方式定位换能器

1999年运输技术中心公司(TTCI)进行了一项轨道缺陷检测技术的对照研究代表不同制造商的六辆检验车在轨道上测试了各种类型和大小的已知缺陷.研究发现发现缺陷的总体概率随着缺陷尺寸的增加而增加

NS跟踪检查和维护历史

安全委员会调查人员审查了2006年6月1日至2006年10月20日期间PC 20.4和PC 34.5里程碑之间的nstrack inspection记录.记录显示:检查频率符合联邦铁路局轨道安全标准

事故当天早些时候nstrack inspector在一辆hyo -rail inspection车上对事故轨道进行了目视检查;检查记录上没有记录轨道缺陷.2006年10月2日,一辆轨道几何车辆对该轨道进行了检查，没有发现桥上1号轨道的轨道几何缺陷.事故区域最近的轨道工作包括2006年4月9日的磨轨头(使用旋转砂轮去除轨头上的金属)和2006年10月10日的铺轨,调整校直,调平等

国家安全局监控了一条测试线路的几个站点?7(脱轨区域不是测试路线的一部分)NS发现:经过矫正磨轨的钢轨在每次磨轨事件后磨损都会立即急剧增加,但在短时间内又恢复到稳定的磨损率.NS测定出有太多的金属被从钢轨头在研磨作业期间.过度的研磨导致钢轨表面的加工硬化层脱落导致钢轨表面出现磨痕不稳定

数据显示在2006年8月1日的检查数据中最大的缺陷位于底部信号丢失的2in区域内

斯佩运营商表示,他没有停止检验车辆进行复查或手检查领域的rails间歇信号损失,因为持续亏损的面积不到5英尺,因此没有根据NS指令,要求联邦铁路局监督轨道和线路检查

联邦铁路局的轨道检查人员对选定地区的实际轨道状况进行目视“抽查”以确定铁路轨道检查人员是否准确地评估了轨道状况并将其妥善记录在目视检查记录中.最近一次对NS干线进行的现场检查是在2006年4月18日,脱轨区域未发现轨道缺陷

联邦铁路局审查铁路内部铁路检查产生的文件和报告以确定定期检查是否符合联邦铁路局的规定.铁路检查报告必须记录所有未进行有效检查的地点.联邦铁路局检查人员通常会核实是否达到了要求的内部轨道检查频率并对发现的任何轨道缺陷进行了修复,或者如果修复推迟则按照要求实施了保护措施.

危险材料车在火车上的安置

2006年5月31日国家安全总局1号列车上的有害物质操作指令生效并被纳入国家安全总局列车操作规则.NS要求每个运输员工都有一份并遵守该说明.危险物品处理说明要求使用“缓冲”车厢将标语牌上的危险物品车厢与机车单位和其他被占用的车厢分开以保护列车乘员.如果车辆没有分离的张贴危险品车机车上,所有可用的缓冲区之间放置汽车机车单元和张贴的车辆,但至少需要一辆缓冲车

两个相关,但不同的问题:首先,列车的构成以这样一种方式,防止脱轨,造成在部队,第二,放置危险品汽车在火车,以免伤害船员或交互的危险材料,应火车事故或其他意外释放发生

该报告还包含了在49 CFR 174.85(d)中发现的用于船员保护的汽车安置标准的发展和演变的简短历史

报告称,20世纪初国会指示州际商务委员会

制定并公布《爆炸物运输条例》促进爆炸物及其他危险物品在州际贸易中的安全运输

联邦铁路局的报告进一步指出,制定早期法律和规章的动力是由于涉及运输爆炸黑火药的事故数目众多.早期的规定要求在列车长度允许的情况下装有爆炸物的车辆必须放置在列车中心附近,离机车至少16节车厢.离列尾至少10节车厢.之所以选择16节车厢的缓冲器标准是因为它被认为是防止蒸汽机车的煤渣与装有炸药的木箱车之间的安全距离.到1922年,新的规定开始生效，要求运输易燃物品的标车与机车或守车间必须有五节车厢的间隔.在列车长度不允许的情况下运送危险品的车厢应放置在列车中间,与机车或列尾至少隔一节车厢

该报告还指出目前的培训安排要求“与最初的要求相比并没有更严格的科学依据”联邦铁路局强调,目前的要求是基于“历史经验证据”并没有来自事故数据分析的大量证据支持对这些要求进行“突然或剧烈改革”的必要性

联邦铁路网管理局在报告中指出,加拿大和联合王国也对缓冲车厢的有效性进行了评估并在列车上放置了张贴有危险材料的车厢,以保护列车乘员.虽然加拿大的法规类似于交通部的有害材料法规但它们不要求在运输有害材料的单元列车上设置缓冲车厢

现有的列车内安置要求似乎提供了适当的安全水平

在其他方面,2005年的报告没有提及与运输危险材料的单列列车上的一节缓冲器有关的风险

危化品信息

铁路运输乙醇

事故列车上的乙醇是用天然汽油使其变性的.据《乙醇产品材料安全资料表》显示:在事故列车上使用的变性乙醇混合物的成分是乙醇(95.0%)天然汽油(5.0%)苯(不到0.25%)变性乙醇是一种燃点接近49°F的易燃液体

它在白天燃烧时没有可见的火焰,它是一种干净无色且有特殊气味的液体;质量比水轻,可溶于水.它的蒸汽比空气重,被用作燃料,溶剂,防冻液和制造其他化学品.变性乙醇被交通部规定为“第3类可燃液体”

根据AAR的数据,2000年至2005年期间每年铁路运输变性酒精/乙醇的数量从33288增加到76734.乙醇需求的增长很大程度上是由于乙醇作为汽车汽油添加剂的使用越来越多

测试和研究

检查回收的钢轨

事故区域大约19ft(5块长度从13.75英寸in到60.5in不等,还有两小块)的断轨被找到并送往安全委员会的材料实验室进行检查.钢轨部件来自北轨(列车运动方向的左侧)包括确定的脱轨点的钢轨.初步检查和测量显示:一段约64in长的钢轨没有被找到.因此回收的轨道所代表的总长度约为24ft41/2in轨道部件被布置并匹配以确定其原始位置,如下图所示

沿恢复的钢轨长度存在壳片,剥落和开壳裂纹.轨道包含七个完整的裂缝(通过轨头,web和基地)这是编号1-7;7个断裂面中有6个包含横向缺陷占轨道头磨损面积的8%-78%所有缺陷的特征都与壳的细节断裂相一致,其中有几处断裂来自于gage角上的一个开壳裂纹.最大的缺陷覆盖了78%的磨损轨头,发现在断裂;第二大缺陷覆盖了45%的磨损轨头在骨折5处.两处断口的特征都与撞击造成的细部断口一致

回收钢轨的超声波检测

使用手持式超声波检测设备检查了5个较大的回收轨道件.检查开始与传感器的信号反射从底部的轨道在运行表面的中心.接下来使用70°换能器检查横向缺陷的迹象,方法是沿轨道表面的中心,量具和磁场两侧以及沿磁场和量具两侧头部的两侧纵向扫描除了一根钢轨上的一些小部分和其他已知干扰区域(如焊接和接头杆孔)在整个钢轨上都接收到底部信号.使用70°传感器从运行表面对轨道进行检查,发现靠近运行表面的量具一侧存在潜在缺陷.用同一换能器从钢轨头的量具一侧对钢轨进行检查,在五个位置发现了6个潜在缺陷

在超声波检查显示可能存在缺陷的6个地点,安全委员会的调查人员都切断钢轨将其折断.其中4处断裂具有一致的粗糙灰色特征,与超应力断裂相一致;没有横向缺陷与实验室断裂面相交的迹象.一个实验室裂缝的表面的一部分具有与没有打开到表面的缺陷相一致的特征.这个缺陷覆盖了大约5%的钢轨头磨损区域。在另一个实验室断裂表面的两个区域具有与相邻的一对横向缺陷相一致的特征.这些组合的缺陷覆盖了头部剩余区域的不到5%在细观断裂区域的内边界处,观察到一个几乎平行于试件转角的壳裂纹,裂纹特征从与壳裂纹的交叉点向外辐射.在断裂处没有发现任何横向缺陷

钢轨断面测量

将一条重达140磅的钢轨的轮廓叠加到脱轨区铁轨横断面的照片上对比.如图所示:头部中心的垂直头部损失为0.70in

径向向内测量:从量规转角处的损失为0.76至0.79in在头部测量器一侧的下端,水平方向的损失为0.24in大约是头部的40%.由于磨耗和钢轨磨削的共同作用,该区域已被磨损或清除.量规和现场侧的轨头下缘也延伸到剖面以下这与车轮载荷下磨损的轨头的整体向下变形是一致的

NS标准允许在主线服务中累计吨位超过5管理吨的140磅钢轨在钢轨建议更换前,钢轨头(顶-垂直)磨损11/16(0.6875)in如果垂直磨损超过13/16(0.8125)in将会更换轨道.一位NS总工程师表示:140磅钢轨的NS标准允许1/2(0.5)in的磨损时建议更换钢轨.如果磨损超过10/16(0.6250)in线路将封闭直到钢轨更换

横向缺陷生长速率

由DOT37的研究表明:铁路内部缺陷裂纹扩展速率的主要因素是交通负荷.影响钢轨横向缺陷增长速度的因素包括列车运行过程中施加在钢轨上的弯曲应力和突然或较大的温度变化.温度变化会使钢轨受到拉伸或压缩,使内部缺陷更容易生长.来自重载车轴的弯曲应力使这些缺陷更容易受到疲劳损伤和恶化的影响;交通荷载是产生钢轨裂纹扩展应力循环的主要因素

斯佩里计算出:预计每1管理吨的运输量铁路细节裂缝的正常增长率为新铁路38头部横截面的1.6%至2.0%根据估计的交通负荷和计算出的增长率,斯佩里计算出:在脱轨点发现的铁轨细节裂缝很可能在最近的检查和事故之间进展了大约20%(对于一个新的铁轨头)据Sperry代表称,内部横向轨道缺陷当时处于或低于边缘检测尺寸在事故现场发现的事故轨道中最大的缺陷是已磨损的轨道头的78%左右.在磨损事故轨头的缺陷面积等于一个新的轨头的47%的缺陷大小.8月1日美国运输部Volpe国家运输系统中心使用横向缺陷增长的分析模型,计算出了最近一次超声波检查时裂缝的可能大小.计算中的变量包括4类轨道0.8°曲线上的140磅钢轨,47%的临界裂缝,0.7in的垂直水头损失,0.24in的厚度损失;利用这些数据在最后一次检查时,估计缺陷的大小在新钢轨头部的8%到14%之间

之前引用的研究结果表明:在钢轨磨损中细节裂缝增长更快,失效的临界尺寸更低.

钢轨断裂导致脱轨

根据联邦铁路局汇编的数据,2006年发生了158起因铁轨断裂而导致的列车脱轨事故,直接经济损失约6500万美元.最常发生的原因(35起)是“横向/复合裂缝断轨”第二大原因(25起)是“撞击/头部损坏的轨道”2005年“撞击/头部损坏断轨”也是出轨的第二大原因(35起)仅次于“横向/复合裂缝断轨”(33起)

其他信息

事故后行动

为了帮助减少因铁轨断裂造成的脱轨事故,联邦铁路局正在其轨道和结构司内设立一个铁路完整性科.该小组的职责包括审查铁路的铁路检查程序,审核铁路的铁路检查要求,开发用于铁路检查的新信息,调查铁路出轨事故;包括审查出轨区域的铁路检查报告.联邦铁路局已经通知安全委员会进行调查

海狸县事故后行动

2007年9月海狸县应急服务机构与其他13个县的应急服务机构一起参加了宾夕法尼亚西南地区13个年度应急小组演习.涉及油罐车泄漏/释放,重点测试危机管理,沟通等

NS防灾

2006年2月17日国家消防总局危险品管理人员在康威场为当地消防队员和警察举行了安全意识活动.大约有33人参加.

2006年9月20日,在事故发生的一个月前国家安全局在匹兹堡举办了transaer Whistle-Stop活动.大约222人参加了这次活动,包括海狸县紧急服务中心主任(事故事故指挥官)和阿勒格尼县紧急服务中心主任

国家统计局还为当地应急人员提供资金,让他们参加科罗拉多州普韦布洛市的应急响应培训中心.该中心有为期一周的课程;包括实践训练,模拟脱轨和练习.近年来,参与者包括海狸县应急服务部门的负责人,匹兹堡消防部门的一名代表,华盛顿县危险材料小组的一名代表以及海狸志愿消防部门的一名代表.2007年国家消防总局邀请新布莱顿消防局,匹兹堡消防局)阿勒格尼县和海狸县应急服务中心的人员在应急响应培训中心参加培训

先前安全委员会关于内部铁路检查的行动

1992年6月30日,一列伯灵顿北方货运列车在威斯康辛州苏利文的一座桥上脱轨,导致危化品苯泄漏泄漏,4万多人被紧急疏散

安全委员会发现了涉及超声波轨道检查的安全问题.调查确定一个未被发现的内部轨道缺陷(一个细节断裂)导致轨道断裂并使列车脱轨

事故发生前1个月已经对断裂的铁轨进行了超声波检查,铁路设备超声波操作员观察到初始检测读数有波动,但使用轨道车上的超声波设备和手持设备反复检测后他将检查结果记录为“接近满意”因为轨道的年龄和轨道表面条件干扰了信号的穿透。安全委员会对该事故进行调查后于1994年4月1日提出下列安全建议:

联邦铁路局:

在美国铁路协会的帮助下,研究和开发,检测方法将识别有严重外壳和其他表面条件的铁路内部缺陷.进行必要的研究和制定标准,提供可允许的钢轨表面条件(如脱壳)的界定界限,这可能会妨碍内部缺陷的识别;要求对表面条件超过界定界限的钢轨采取补救措施

协助联邦铁路局研究开发检测方法以识别其他表面条件的铁路内部缺陷

协助联邦铁路局将铁路表面状况与详细的断裂和铁路服务故障联系起来,包括提供详细断裂的铁路样品

尽管联邦铁路局对其在威斯康辛州的事故调查中提出的两项安全建议没有做出积极回应,但AAR在2002年1月14日通知了安全委员会:信中说AAR及其成员铁路公司已通过联邦铁路局的铁路安全咨询委员会(RSAC)程序与联邦铁路局合作,实施联邦铁路局轨道安全标准中的新条款.这些新规定已于9月生效

原因分析

除外责任

调查确定NS培训68QB119的机车乘务员和列车长是合格的员工,他们已经接受了适当履行职责的培训和测试.两名机组人员的工作和休息记录没有表明他们在事故发生前或事故发生时有任何一人感到疲劳.事故后的毒理学测试对酒精和指定药物检查呈阴性.机组人员表示,他们没有发现从托莱多到脱轨点之间的列车有任何违规或问题,调查人员也没有发现机组人员对列车的操作有任何异常.因此安全委员会的结论是,下列因素不是事故的原因:机组人员的资格,疲劳,药物或酒精以及机对列车的操作

对事故前设备机械检查的回顾,路边缺陷探测器的数据以及列车乘务员的声明没有发现任何异常.事故后的设备检查没有发现列车上有缺陷的设备.事故列车的所有车轮撞击读数都在NS规定的正常范围内.安全委员会得出结论:列的机械状况不是导致脱轨的因素

事故发生后NTSB调查人员在最后一辆脱轨的车厢下发现了破碎的铁轨碎片.在这种情况下当一根钢轨完全断裂(通过轨头,轨网和轨底)并分离时轨道信号系统中的电路连续性可能会中断,从而导致向机车显示最严格的信号指示.机车乘务员说,信号系统数据证实列车是在明确的信号指示下运行的.机车离开海狸河大桥东端,行驶了大约200mile后机车信号指示从清晰变为接近,列车进入了另一个轨道电路区间

钢轨缺陷与超声波检测

裂缝4处缺陷尺寸最大;它覆盖了大约78%的现有磨损的钢轨头.第二个最大的缺陷尺寸是在断裂5处,覆盖了轨头的45%这两处裂缝位于一根14英寸长的钢轨的两端.在回收的碎片的断裂末端观察到的轨道端击穿模式表明,轨道最初在断裂4处断裂

铁路缺陷管理

事故区域的铁路自1977年起就在这里运行

没有发现记录表明总总吨位跟踪从那时起,而是因为这个轨道是一个主要的东西方的前任铁路(宾夕法尼亚州宾州中央和联合铁路公司)以及NS,它可以合理估计携带总值超过10亿吨(1000本)在脱轨.大多数铁路都会测量铁轨的磨损程度并在安排更换铁轨时考虑这些磨损程度.事故发生后进行的测量表明:事故区域的一些位置的钢轨已接近或超过磨损程度

多年来,横向缺陷一直是3级,4级和5级列车脱轨的主要原因发现缺陷会导致脱轨,联邦铁路局轨道安全标准要求连续搜索内部铁路缺陷为4和5类跟踪(和类3跟踪的客运列车经营)后每40本交通或一年一次,无论间隔更短.两次检查之间的间隔旨在提供一个安全的时间框架以便在内部钢轨缺陷扩大到临界规模并导致钢轨断裂之前发现它们.事故区域的轨道应该每年用超声波设备检查4次

由美国交通部Volpe中心进行的研究证实:磨损钢轨的详细裂纹比新钢轨增长更快而且失效的临界裂纹尺寸更小

对于磨损的钢轨,缺陷从无法检测到临界尺寸所需的时间较短,这增加了两次检查之间的故障风险.脱轨点的钢轨显示:由于磨损和研磨钢轨头部面积损失了40%.计算表明,在该地区的事故,一个缺陷大小8到14% 8月1日检查时增长关键尺寸13.8本交通通道后,这是低于平均16本检查间隔由NS美国安全委员会的结论是:在严重磨损的钢轨上,国家铁路管理局没有足够频繁地进行内部检查，在内部缺陷可能增长到临界尺寸之前没有可靠地发现内部缺陷

新布莱顿的事故表明:随着轨道磨损,需要更频繁的检查以发现内部缺陷,以免它们达到临界尺寸并导致故障.在内部检查中一个太小而无法可靠地检测到的缺陷在两次检查之间增长到临界规模.NTSB的结论是:联邦铁路局要求的内部轨道检查的最小间隔时间是不够的;因为他们没有考虑到轨道磨损的影响这可能会让未被发现的内部轨道缺陷在要求的检查之间增长到临界规模.事故轨道上的磨损程度是缺陷从小尺寸迅速发展到临界尺寸的一个因素.这次事故的情况突出的问题之一是,仅根据联邦法规规定的时间和吨位进行内部铁路检查的要求不充分而不是采用损伤容限方法

每条铁路都应该有一个铁路检查和维护计划以解决其独特的操作环境和检查方法的有效性.如前所述,NS已经建立了轨道磨损标准但事故轨道上的磨损量足以促进一个相对较小的缺陷的快速发展.安全委员会的结论是:在缺乏损伤容限计划的情况下钢轨可能会在过度累积磨损的情况下继续使用,这将增加钢轨因未被发现的内部缺陷快速增长而失效的风险.NTSB认为联邦铁路局应该要求铁路公司根据损伤容限原则制定铁路检查和维护计划并批准这些计划.要求铁路公司展示他们的项目如何在内部缺陷达到临界规模并导致灾难性的铁路故障之前识别和消除内部缺陷.每个方案至少应该考虑到累积吨位、轨道几何形状,轨道表面状况,轨道头磨损,轨道钢材规格,轨道支撑,轨道中的残余应力,轨道缺陷增长率和温差

从机车后面的第23节车厢开始,23辆乙醇罐车脱轨,3台机车与前22节车厢(3辆空的缓冲车厢和19辆罐车)和最后41辆没有脱轨.因为第一个脱轨的罐车是在机后第23辆,所以脱轨的罐车释放出的乙醇并没有威胁到机车乘务员的安全.因此事故列车中乙醇罐车的位置不是事故中对乘员保护的因素.但由于事故列车是运送危险品的列车,因此现场有人提出将机组人员与列车上的危险品分开需要多少缓冲车厢的问题

49 CFR 174.85规定了列车中为保护乘员而放置危险物质车厢的规定.条例规定“在列车长度允许的情况下”危险品车厢不得比第六节车厢离机车更近.然而当火车的长度(指火车上可用的缓冲车厢的数量)不允许有5节车厢的缓冲时列车可以只有一节缓冲车厢.缓冲车厢规定最初是为了解决运输爆炸物的风险而制定的,需要将爆炸物与火源和列车乘员隔离

基本规定在20世纪初制定时,干线货运列车主要由危险材料和非危险材料货运车组成.就像今天的情况一样:主线列车从一个车场开到另一个车场(有时会在途中装卸汽车)在那里它们被拆解后重新编入其他列车,或者车厢与其他承运人互换.虽然目的是明确要求所有主线列车至少有5辆车作为缓冲但该规定允许在调车场或调车场之间切换操作时移动少量车厢的短途列车.这是一辆车的最低缓冲津贴的基础

虽然煤炭和粮食等非危险品列车已经存在多年但规定并没有涉及运输罐车或含有单一危险品的其他货车的单位列车.联邦铁路局,PHMSA和铁路公司已经认识到:应要求在运输危险物质的单元列车上配备缓冲车厢以符合《联邦法规》第49条第174.85条的规定.因为单元列车不允许车辆重新定位在列车上提供由缓冲(因为所有的汽车加载包含有害物质),联邦铁路局,铁路PHMSA,解释了监管意味着体积缓冲适用于单元列车运输危险物品.这就造成了一列混合列车和一辆危险品车必须在一起的矛盾情况

事故结论

事故原因不包括机车乘务员的资质,疲劳,吸毒或酗酒以及乘务人员的错误操作

列车的机械状况不是导致脱轨的因素

应急反应和指挥系统是有效和适当的

事故发生时I道在事故列车的荷载作用下脱轨

轨道断裂是由疲劳裂纹引发的,该裂纹源于钢轨头部的撞击达到了临界尺寸,导致列车下方的一块钢轨断裂

轨道表面条件阻碍了超声波信号的有效传递,导致脱轨的缺陷(疲劳裂纹)当时可能还不够大,检测车辆无法可靠地检测到

当超声波检测中出现信号丢失时NS程序不需要对钢轨进行重新检查,这意味着这些钢轨段可以不进行检查并无限期地使用

联邦铁路局对NS铁路公司和其他公司内部铁路检查程序的监督是不充分的

NS铁路公司没有进行足够频繁的内部轨道检查,在严重磨损的轨道上的内部缺陷可能增长到临界尺寸之前没有可靠地发现内部缺陷

联邦铁路局要求的内部轨道检查的最小间隔时间是不够的,因为他们没有考虑到轨道磨损的影响这可能会让未被发现的内部轨道缺陷在要求的检查之间增长到临界规模

如果没有基于损伤容限的计划,钢轨可能会继续使用导致过度累积磨损,这将增加钢轨因未被发现的内部缺陷迅速增长而失效的风险

严重磨损的钢轨头向下变形会影响使用钢轨磨损模板测量钢轨头磨损并可能导致铁路低估实际磨损量

在没有充分验证一节车厢缓冲标准的情况下,联邦铁路局,管道和危险材料安全管理局现行的危险材料车厢与机车隔离规定及其解释,铁路为机组人员提供了不同级别的安全保护以防止危险物质泄漏引发危险

可能的原因

NTSB认定:NS铁路公司68QB119次货车脱轨的可能原因是线路检查和养护项目不到位,未发现钢轨内部缺陷导致轨道断裂.造成这次事故的原因是联邦铁路局对内部铁路检查过程的监督不足,对内部铁路检查的要求不足;在日常线路养护中未给予重视

建议

由于对2006年10月20日脱轨事件的调查NTSB提出以下安全建议:

致联邦铁路管理局:

审查所有铁路内部的钢轨缺陷检测程序,必要时要求对这些程序进行修改以消除不间断,持续地检查钢轨缺陷要求的例外情况

要求铁路公司展示他们的项目如何在达到临界规模并导致灾难性的铁路故障之前识别和消除内部缺陷.每个方案至少应该考虑到累积吨位,轨道几何形状,轨道表面状况,轨道头磨损,轨道钢材规格,轨道支撑,轨道中的残余应力,轨道缺陷增长率和温差

要求铁路使用精确测量钢轨头磨损的方法,以确保钢轨头变形不影响测量的准确性

协助管道和有害物质安全管理局评估运输有害物质对机组人员构成的风险,确定已使用机车和有害物质车厢间的最佳隔离要求,以及任何由此产生的49法典联邦法规174.85的修订

致管道及危险物品安全管理局:

在联邦铁路管理局的协助下,评估运输有害物质的单元列车对列车乘员构成的风险,确定有害物质车厢之间的最佳分离要求,并相应修订49法典联邦法规174.85