关于城市轨道交通线路轨道系统安全风险评价

关于城市轨道交通线路轨道系统安全风险评价

作者：乔建国

来源：《科学导报·科学工程与电力》2019年第05期

【摘 要】基于城市轨道交通线路轨道系统接口复杂以及系统庞大的特征，需要以该系统可能会出现的安全风险评价结果为基础，为轨道交通正常运行和风险规避提供科学依据。本文从风险因素、评价方法与风险分析三个角度阐述了城市轨道交通线路轨道系统安全风险评价工作，以供参考。

【关键词】城市轨道交通；线路轨道；系统安全；风险评价

对城市轨道交通线路轨道系统予以综合评价，是确保轨道系统运营线路安全的重要保障。 一、安全风险因素

城市轨道交通系統是多项工程、多项专业的集合，如土建工程、线路工程、供电工程、轨道工程以及车辆工程等，所以可以产生风险的角度也就比较多，有规划、施工、维修等，涵盖了投资风险、服务风险、安全风险以及质量风险等。具体来讲，该系统有以下安全风险因素：第一，供电系统。供电系统中可能会出现的风险有因变压器超负荷运行、用电设备故障等引起的火灾事故，也有因恐怖袭击、雷电作用等引发的断电事故，还有因违章作业、缺少PE极保护引发的触电事故等；第二，车辆系统。如火灾爆炸、列车倾覆、超速撞车、灯管爆裂、玻璃脱落、踩踏拥挤、触电危险、恐怖袭击、紧急制动、道岔损坏、伪装门坠落、制动失灵等[1]；第三，线路轨道。如钢轨伤损、辙叉伤损、挡肩破损、木轨枕腐朽、道床裂纹、螺栓松动、道床沉陷、轨距挡板磨损、异物侵限等；第四，通风排烟。如中毒窒息、线路短路引发火灾、机械伤害、防护不到位等；第五，消防系统。如洪水涌入、消防废水、淹溺、缺氧窒息等；第六，信号系统。如自动停车、碰撞追尾、触电事故等；第七，车辆段。如火灾爆炸、触电、机械伤害、水灾、疲劳腐蚀、车辆伤害、中毒窒息等；第八，车站。如设备短路、可燃材料、吸烟、踩踏、占用疏散通道、物体掉入轨道、携带禁带品、挤伤、扶梯倒转；第九，自然灾害。如水灾、高温、地震、地面沉降、雷击等。 二、安全评价方法 （一）安全检查表法

系统安全工程中最为基础与简便的危险评价方法便是安全检查表，运用此表，可以快速的查找出系统中潜在的各类事故隐患，所以也受到了各类企业的青睐，应用范围比较广泛。安全检查表在进行危险评价时，依据的是行业事故案例资料、初步设计、竣工图以及施工图等，通

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过这些资料能对评价对象展开相关讨论与分析，最终会编制出有关安全验收工作的检查表，用以辅助轨道交通安全检查工作。 （二）预先危险分析

预先危险分析，通常是指在正式施工之前，分析系统可能会出现的危险因素、因素出现条件以及后果等内容的安全分析方法。这一分析方法的目的在于提早发现潜在不安全因素，明确危险等级，以便提早做出相应的防范措施，将危险扼杀在摇篮中，避免危险因素逐渐扩大，发展成为安全事故。 三、安全风险分析

如前文所述，城市轨道交通在运营的过程中会出现多种安全风险因素，这些风险因素的存在，严重影响到运营的安全性与可靠性，所以需要在研究该系统的安全风险评价之前，先行分析出现这些安全因素的原因，以为后续的研究工作做准备。 （一）钢轨伤损分析

轨道交通系统若是出现了钢轨伤损问题，轻则影响交通设备的舒适性，重则影响运营的安全性，造成列车脱轨、倾覆等行车事故，所以需要分析钢轨伤损原因。根据当前城市轨道交通系统运营现状来看，之所以会出现钢轨伤损问题，是基于以下几点原因： 1.荷载反复

荷载反复一般表现在两个方面，一是车辆荷载，也即车辆通过轨道时对轨道产生的压力；二是温度荷载，也即温度不同温度交替变换，这两方面因素的永久、反复积累，会让轨道产生塑性变形，并且还会伴随着无数次的碾压，导致疲劳裂纹，造成钢轨疲劳伤损。 2.质量不佳

钢轨质量高低与否，受多种因素的影响，如钢轨中含有P、C、Mn等多种元素[2]，这些元素的构成比例就会影响钢轨的耐磨性以及强韧性；又例如在钢轨制造中，若是冶炼轧制工艺没有控制在合理的程度，钢轨内部就会产生气泡、偏析、白点等缺陷，投产使用后，这些缺陷有极大的可能性会产生裂纹；再例如若是在焊接时没有掌握好气温以及操作工艺等技术要点，也容易出现焊接缺陷，使钢轨受损。 3.线路条件

根据轨道交通设备的运行来看，越是小半径曲线，钢轨磨损越厉害，从理论上讲，之所以有这种现象，是因为每当曲线半径减少一个度，钢轨承受的接触应力就会增大，两者呈现的是

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反比关系，受此种运行机制的影响，因为地铁车站间的距离较短，列车有较为频繁的启动与制动行为，轮轨间的横向力增大，就进一步加剧了钢轨伤损。 4.运营组织

运营组织对钢轨的影响主要体现在发车间隔，在单位时间内发车间隔约段，列车荷载循环越多，对钢轨的损伤也就越大，所以从发车间隔入手，对发车间隔予以合理化、科学化调配，也将会是延长钢轨使用寿命的最主要途径。 （二）道岔伤损分析

对于轨道线路而言，道岔是其中较为薄弱的一个环节，常常会出现多种病害，若是养护不当，这些伤损会成倍叠加，增加维修难度。通过对道岔的分析，我们发现，导致道岔伤损的原因主要有以下几点： 1.制造缺陷

道岔结构本身便存在着一些固有缺陷，若是在制造过程中再产生装配误差等问题，会加剧轮轨的恶化，进一步影响轨道结构的内在稳定性，所以在制造环节便要确保道岔结构无误，为铁轨的安全运营提供保障；另外，基于制造误差，在运输过程中会让道岔的初始形位扭曲，几何形位发生较大的变化。 2.结构缺陷

道岔之所以是线路的重要薄弱环节之一，是因为道岔本身在结构方面存在缺陷，若将列车投入运营，会让列车在荷载作用下，成为产生破坏的诱因，具体来讲，这种固有缺陷主要表现在以下几个方面：第一，未设超高。基于道岔结构复杂的特性，为了能够更好的施工，所以在道岔区一般都没有设置超高。但是从运营现状来看，若是不设超高，内外钢轨会出现受力不均匀的问题；第二，存在接缝。道岔接头的连接使用的是接头夹板的方式而非焊接，列车手接头振动作用的影响，扭矩会有所下降。 四、结束语

基于城市轨道交通线路轨道系统的重要性，需要从该系统可能具备的安全风险因素着手，运用安全评价方法对安全风险因素的原因进行分析，才能以这些原因为切入点，有针对性的采取优化措施，对城市轨道交通线路轨道系统的潜在风险予以科学化、规范化防治。 参考文献：

[1]张建平，张凌翔，张宁，徐文.目标导向的多层次城市轨道交通运营安全风险评价指标体系[J].都市快轨交通，2018，31（02）：135-140.

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[2]元莎莎.城市轨道交通运营线路安全风险评价研究[J].建材与装饰，2017（26）：271-272. 作者简介：

1、乔建国 男 1963年07月出生，2006年毕业于北京石油大学土木工程专业，中铁三局集团公司线桥工程公司 技术开发部 部长 高级工程师 （作者单位：中铁三局集团线桥工程公司）