鐵路防溜器具應用現(xiàn)狀及標準化問題研究

田雷，張小強，保魯昆，陳琦，宋丹丹

(1.中國鐵道科學研究院集團有限公司 運輸及經(jīng)濟研究所，北京 100081；2.中國國家鐵路集團有限公司運輸部，北京 100844)

0 引言

近年來，隨著鐵路運輸向著快捷、高效及更安全的方向發(fā)展，運輸部門對機車車輛防溜措施的安全性提出了更高的要求。針對機車車輛在線路停留時的防溜工作，中國國家鐵路集團有限公司(以下簡稱“國鐵集團”)在《鐵路技術管理規(guī)程》《防止機車車輛溜逸管理辦法》等技術規(guī)章中詳細規(guī)定了不同車站類型、不同作業(yè)場景、不同外部環(huán)境下的防溜措施[1-2]，各鐵路局集團公司也在《普速鐵路行車組織規(guī)則》《高速鐵路行車組織細則》及相關專業(yè)技術規(guī)章中細化了具體的防溜要求，相關防溜措施和要求均需采用防溜器具以滿足防溜要求。

目前，國內對機車車輛的防溜研究工作相對較少，防溜鐵鞋和防溜枕木作為現(xiàn)場應用場景較為廣泛的防溜器具，針對其的研究主要集中在智能化與便攜化方面[3]。在防溜器具研發(fā)方面，部分鐵路局集團公司及相關高校和科研單位在防溜設施的信息化管理、智能化應用、綜合自動化管控方面做了研究設計和開發(fā)，如基于無線射頻識別技術建立的智能鐵鞋管理方案，還有部分思路及方案仍處于探索階段，未能達到實際應用[4]。在防溜管理方面，部分鐵路局集團公司及專家從優(yōu)化防溜作業(yè)組織方面進行了研究[5]，進一步優(yōu)化了排列進路前撤除防溜的卡控措施，規(guī)范防溜揭示，嚴格防溜設置、撤除匯報制度，專人負責對防溜設置情況的明示，禁止多人隨意填寫、擦劃防溜揭示；優(yōu)化了防溜器具存放地點，按照避免跨越正線、減少走行距離、避免設備及人員侵限的原則，選擇在車場兩端、較寬闊的股道間等合適位置設置防溜器具存放地點，消除取送防溜器具過程中存在的勞動安全隱患，提高防溜作業(yè)效率。在防溜器具防溜功能的理論計算及仿真計算方面，相關的標準和數(shù)據(jù)參數(shù)還沿襲較早的規(guī)定，但隨著路網(wǎng)規(guī)模和結構越來越龐大，貨物列車的開行數(shù)量、類型、等級結構也愈發(fā)復雜，防溜器具的使用場景和設置要求均發(fā)生較大變化。此外，近年來新材質貨車車輪的應用、鋼軌材質的優(yōu)化以及防溜器具材質的升級也對防溜器具的防溜性能產(chǎn)生較大的改變[6]。

因此，有必要針對防溜鐵鞋、防溜枕木等防溜器具的現(xiàn)場使用管理現(xiàn)狀以及標準化情況進行研究，為開展現(xiàn)場試驗和后續(xù)的標準修訂提供技術支撐。

1 鐵路主要防溜器具運用管理現(xiàn)狀

1.1 防溜鐵鞋

隨著技術的不斷發(fā)展，相較于《鐵道車輛停車防溜裝置第3部分：防溜鐵鞋(止輪器)》(TB/T 3162.3—2007)[7]，防溜鐵鞋產(chǎn)品應用場景更加廣泛，繼鐵路貨車、機車應用之外，還開始應用于鐵路重載車輛、客車以及自輪運轉特種設備，現(xiàn)場配備的防溜鐵鞋數(shù)量較大，僅根據(jù)調研單位反饋統(tǒng)計的防溜鐵鞋數(shù)量就達14萬只。隨著鐵路車輛的迭代發(fā)展，鐵路車輛對防溜鐵鞋產(chǎn)品也開始出現(xiàn)了新的需求。通過對各鐵路局集團公司和主要生產(chǎn)廠家的調研，針對防溜鐵鞋的改進建議如表1所示，主要集中在產(chǎn)品設計、制造工藝和其他功能需求等方面，反映出防溜鐵鞋在現(xiàn)場運用管理過程中存在的問題。

表1 防溜鐵鞋的改進建議Tab.1 Suggestions for improvement of anti-slip shoes

1.2 防溜枕木

針對防溜枕木配備情況、技術要求、規(guī)章規(guī)定、使用場景及相關建議、結構設計標準化建議、其他相關建議等方面，調研了各鐵路局集團公司運輸部、所屬車務站段以及相關生產(chǎn)廠家。其中，防溜枕木運用管理現(xiàn)狀如下。

1.2.1 防溜枕木配備情況

目前18個鐵路局集團公司配備防溜枕木共計約20 743個，其中木質枕木約4 462個，便攜式(橡膠)枕木約16 281個，各鐵路局集團公司防溜枕木配備情況如表2所示。

表2 各鐵路局集團公司防溜枕木配備情況個Tab.2 Equipment of anti-slip sleepers in railway groups

1.2.2 防溜枕木現(xiàn)場建議

通過調研各鐵路局集團公司，從防溜枕木結構形式、材質、安設位置、與防溜鐵鞋配合使用等方面對反饋意見進行研究，具體情況如下。

（1）結構形式。①提升便攜性，建議設計方面修改為圓柱桿、可伸縮或折疊桿件，便于現(xiàn)場攜帶。②輕量化設計，設計為分體式，中間以鏈條鏈接，減少防溜枕木重量。

（2）設備材質。針對防溜枕木的材質選擇，是其設計的一個重要問題，現(xiàn)場對于防溜枕木的選擇主要考慮便攜和防溜效果2個方面。目前，橡膠枕木的應用較為廣泛，其優(yōu)點為輕質，但是防溜效果不如木質枕木。通過調研結果發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場對于便攜的需求較為強烈，建議采用高強度復合材料等材料，在保持輕量化的前提下，提升既有防溜枕木的防溜效果。

（3）安設及使用。防溜枕木作為機車車輛停留時的防溜加強措施，現(xiàn)場建議與防溜鐵鞋配合使用，其中，防溜鐵鞋放在最外側車輛下，防溜枕木放置在距車輪5 m范圍內，不建議防溜枕木與車輪密貼安設。

2 鐵路主要防溜器具標準實施情況

2.1 防溜鐵鞋

2.1.1 防溜鐵鞋技術標準概況

（1）鐵道行業(yè)標準。2007年8月13日，原鐵道部發(fā)布鐵道行業(yè)標準《鐵道車輛停車防溜裝置第3部分：防溜鐵鞋(止輪器)》(TB/T 3162.3—2007)，2007年12月1日起實施。TB/T 3162.3—2007是我國首次發(fā)布的防溜鐵鞋產(chǎn)品技術標準[8]，主要規(guī)定了防溜鐵鞋(止輪器)的術語和定義、技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則等，適用于采用鑄鋼和鋼板焊接成型的防溜鐵鞋(止輪器)的設計、生產(chǎn)、檢驗、使用和管理，適用場景為機車車輛在靜止狀態(tài)下的防溜防護。

（2）國鐵集團企業(yè)標準。隨著鐵路新型車輛種類的增多，以及數(shù)字防溜巡檢設備廣泛使用于各大站場車輛防溜作業(yè)，原中國鐵路總公司將防溜鐵鞋技術標準制定工作列入2015年中國鐵路總公司技術標準項目計劃。2016年9月30日，原中國鐵路總公司企業(yè)標準《鐵道車輛停車防溜裝置防溜鐵鞋》(Q/CR 555—2016)正式發(fā)布，2017年1月8日起實施[9]。Q/CR 555—2016主要規(guī)定了防溜鐵鞋的產(chǎn)品分類、技術要求、檢驗方法、檢驗規(guī)則和產(chǎn)品標志，適用于防溜鐵鞋的設計、生產(chǎn)、檢驗。

（3）行業(yè)標準與企業(yè)標準之間的差異。Q/CR 555—2016為對TB/T 3162.3—2007的更新與完善，TB/T 3162.3—2007與Q/CR 555—2016差異對比表如表3所示。

表3 TB/T 3162.3—2007與Q/CR 555—2016差異對比表Tab.3 Comparison of difference between TB/T 3162.3—2007 and Q/CR 555—2016

2.1.2 防溜鐵鞋技術標準實施情況

（1）行業(yè)標準。通過對調研反饋情況的研究，對TB/T 3162.3—2007現(xiàn)場執(zhí)行中存在的問題進行梳理，具體情況如下。

①行業(yè)標準的適用范圍。該標準在范圍中規(guī)定了(止輪器)的術語和定義、技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則等。但是在現(xiàn)場實際操作中，止輪器與防溜鐵鞋為2種防溜裝置，并且止輪器結構形式與防溜鐵鞋不一致。該標準未具體規(guī)定止輪器的技術標準要求，因此建議刪除“止輪器”。

②防溜鐵鞋產(chǎn)品適配車輪輪徑發(fā)生部分變化。目前，TB/T 3162.3—2007主要規(guī)定了車輪輪徑為840 mm的鐵路貨車和車輪輪徑為940 mm的鐵路機車。隨著車輛更迭，經(jīng)調研得知，當前防溜鐵鞋主要應用于以下鐵路車輛及其對應的車輪輪徑：車輪輪徑為840 mm的鐵路貨車(除C80E外)和自輪運轉特種設備；車輪輪徑為915 mm的C80E等鐵路貨車及鐵路客車；車輪輪徑為1 050 mm的內燃機車；車輪輪徑為1 250 mm的電力機車。其中，TB/T 3162.3—2007中規(guī)定的鐵鞋踏面上面弧度包括車輛R420 mm和機車R470 mm2種。根據(jù)調研情況，目前輪徑為940 mm的機車不再被廣泛應用。建議在標準中對鐵鞋踏面上面弧度結合目前鐵路貨車及客車實際輪徑情況進行修改。

③適應技術設備的發(fā)展。目前，部分鐵路局集團公司配備使用安裝電子標簽的防溜鐵鞋，電子標簽一般由應答器、閱讀器和應用軟件組成，安裝在防溜鐵鞋上，配合實現(xiàn)防溜鐵鞋的安裝、巡檢、撤除、收回等功能。為順應信息化、智能化發(fā)展趨勢，建議在該標準中對相應內容進行補充完善。

④明確防溜鐵鞋基本質量要求。目前，防溜鐵鞋的管理和使用暴露出其存在不便的問題，例如，鐵鞋唯一編號均壓制于出廠銘牌上，出廠銘牌隨著鐵鞋使用情況，因磨損會掉落，銘牌掉落后的鐵鞋失去唯一編號后給管理使用帶來不便。因此，建議針對防溜鐵鞋的銘牌標識編號、使用場景(如夜間的反光要求)等提出要求，確保防溜鐵鞋產(chǎn)品品質質量及基本使用需求。

（2）企業(yè)標準。Q/CR 555—2016為防溜鐵鞋的設計、生產(chǎn)和檢驗提供了依據(jù)，發(fā)布以來總體實施效果良好。但是，在防溜鐵鞋設備的現(xiàn)場應用中，其制動力受到天氣環(huán)境(干燥、潮濕)、鋼軌狀態(tài)(生銹程度、是否有肥邊)、重空車狀態(tài)等多項因素影響，同時新型機車車輛、鋼軌等設備升級，以及重載鐵路列車編組數(shù)量的增加，導致在應用中存在防溜鐵鞋靜態(tài)制動能力離散性較大、與新型車輛車輪匹配關系等問題需要研究試驗。

2.2 防溜枕木

防溜枕木主要應用于停留保留(停運)列車的“三防溜”，設置位置為距停留車組最外方車輛不超過5 m處，與鐵鞋、人力制動機(緊固器)配合使用。目前針對防溜枕木暫無國家標準、行業(yè)標準和國鐵集團企業(yè)標準，國鐵集團層級技術規(guī)章或鐵路局集團公司層級規(guī)章制度中對技術管理及技術指標進行規(guī)定[10]。

2.2.1 關于技術管理的要求

（1）國鐵集團層級在《鐵路技術管理規(guī)程》(普速鐵路部分)、《國鐵集團關于加強中間站列車保留安全控制的通知》(鐵運函〔2021〕226號)等技術規(guī)章或文件中對防溜枕木使用管理進行規(guī)定。

（2）各鐵路局集團公司在《普速鐵路行車組織規(guī)則》第68條防止車輛溜逸的補充規(guī)定進行規(guī)定，部分鐵路局集團公司還發(fā)布《關于加強中間站列車保留安全控制的通知》《關于加強智能防溜枕木使用、維護(暫行)的通知》等規(guī)定。

（3）車務站段在《車站行車工作細則》或站段層級防溜作業(yè)、防溜器具管理等技術規(guī)章中規(guī)定。

2.2.2 關于技術指標的要求

部分鐵路局集團公司針對便攜式(橡膠)枕木技術指標進行了規(guī)定。

（1）中國鐵路哈爾濱局集團有限公司。便攜式橡膠防溜枕木主要技術指標為：卡槽角度70°，槽寬80 mm，槽深50 mm，防溜主體尺寸240 mm×150 mm×150 mm，質量15.6 kg，橡膠塊硬度110-115 HD，適用于43 kg，50 kg，60 kg，65 kg鋼軌。防溜枕木使用前應檢查其外觀狀態(tài)，遇防溜枕木主體銹蝕損壞、連桿彎曲變形、卡槽變形破損、熒光條警示失效或其他損壞無法起到防溜作用時，嚴禁使用該防溜枕木。遇三角鎖臨時故障，可將防溜枕木用鐵鏈鎖在鋼軌上，使用完畢后應及時修復。在安裝防溜枕木時須確認鋼軌面、鋼軌頭部兩側及枕木卡槽內無油污。

（2）中國鐵路沈陽局集團有限公司。防溜枕木由防溜主體和連桿2部分組成。防溜主體采用纖維編織層的高強度合成橡膠，須具有耐承載沖擊力、耐腐蝕性和耐熱耐寒性；連桿采用5號槽鋼，粘有起警示作用的反光條；防溜枕木鎖具在防溜主體上采用鐵路通用的三角鎖。

（3）中國鐵路太原局集團有限公司。PR防溜枕木規(guī)格為：防溜主體采用加纖維編織層的高強度合成橡膠，兩端防溜主體尺寸為240 mm×150 mm×150 mm，鋼軌卡槽寬80 mm、深50 mm，卡槽角度為70°，防溜主體上設有通用三角鎖；連桿采用5號槽鋼材質，連桿上刷紅白條紋反光漆，連桿中間設有把手。車站配備的移動式PR防溜枕木僅用于站內保留車列防溜。

3 主要存在問題

3.1 防溜鐵鞋存在問題

近年來，國鐵集團有關部門組織相關科研機構，針對防溜鐵鞋做了部分現(xiàn)場測試，但是存在測試樣本數(shù)據(jù)量少、測試環(huán)境單一等問題。防溜鐵鞋現(xiàn)存主要問題如下。

（1）防溜鐵鞋行業(yè)標準與企業(yè)標準間不協(xié)調。鑒于TB/T 3162.3—2007與Q/CR 555—2016均為有效標準，但實際規(guī)定內容存在差異，因此會造成生產(chǎn)、使用及管理單位的實際執(zhí)行困難。

（2）對防溜鐵鞋基礎研究不足。由于防溜鐵鞋的制動力受到天氣環(huán)境(干燥、潮濕)、鋼軌生銹程度、鋼軌是否有肥邊、重空車狀態(tài)等多項因素相關，再加上近幾年鋼軌、鐵鞋材質變化，對防溜鐵鞋制動能力缺少系統(tǒng)性研究。

（3）對不同型號防溜鐵鞋與不同直徑車輪之間匹配關系系統(tǒng)性試驗驗證不足。防溜鐵鞋技術標準中雖然規(guī)定了多種不同型號防溜鐵鞋，但對于如何使用不同型號鐵鞋缺少系統(tǒng)性試驗研究。

（4）防溜鐵鞋使用及管理辦法不盡完善。相關鐵路局集團公司均制定了防溜鐵鞋使用管理辦法，但多數(shù)鐵路局集團公司對于配備、使用不同規(guī)格的防溜鐵鞋未明確規(guī)定，生產(chǎn)廠家未提供防溜鐵鞋使用說明，現(xiàn)場使用作業(yè)中也鮮有區(qū)分。

3.2 防溜枕木存在問題

各鐵路局集團公司防溜枕木主要使用場景有以下3類。

（1）大風天氣防溜補強。例如，在預報或預警8級及以上大風(含9級及以上陣風或瞬時風力)時間內，正線、到發(fā)線及與接發(fā)列車進路上的線路無隔開設備或脫軌器的站線、段管線停留的機車、車輛，須在原規(guī)定防溜措施基礎上，在兩端最外方車輛增加防溜枕木補強。

（2）停留保留(停運)列車、停留客車底防溜補強。例如，正線、到發(fā)線及與接發(fā)列車進路上的線路無隔開設備或脫軌器的站線(段管線)停留超過24 h的車輛以及以客調命令臨時調整在中間站停留的客車底，須在原規(guī)定防溜措施基礎上，在兩端最外方車輛增加防溜枕木補強。

（3）貨物線(包括到發(fā)線兼貨物線的線路裝卸作業(yè)時)、段管線與接發(fā)旅客列車進路上的線路或專用線與站內接發(fā)列車進路上的線路無隔開設備或脫軌器，須擰緊銜接端外端車輛人力制動機，并以鐵鞋或止輪器和防溜枕木防溜。

針對防溜枕木的主要應用場景，現(xiàn)場作業(yè)人員提出以下問題和建議。

（1）便攜式防溜枕木每根15.6 kg稍顯笨重，攜帶不便。建議減輕重量。

（2）在停留車線路為整體道床時，防溜枕木無法安設。

（3）防溜枕木三角鎖材質不太好，易出現(xiàn)卡扣彎曲等問題。建議加強鎖的質量、鋼口要過硬，通體采取反光標志。

（4）針對防溜枕木卡槽鎖下雨后生銹或螺絲松動產(chǎn)生鎖不住現(xiàn)象，建議優(yōu)化卡槽鎖設置。

（5）枕木兩頭鎖具易破損，由于鎖具安裝在枕木兩側橡膠內，故障時不易被使用人員發(fā)現(xiàn)，容易產(chǎn)生假鎖的風險，鎖具故障現(xiàn)象頻發(fā)。此外，鎖具不能使枕木緊密固定在鋼軌上，不使用鑰匙也能卸下。建議增加自帶鎖具的性能要求。

4 結束語

通過面向各鐵路局集團公司及相關運輸生產(chǎn)單位和設備生產(chǎn)廠家的調研，梳理分析了鐵路主要防溜器具運用管理情況，目前防溜鐵鞋的現(xiàn)場應用場景多，配備使用數(shù)量大?，F(xiàn)場對于防溜鐵鞋從產(chǎn)品設計、制造工藝以及功能改進等方面提出了運用管理中的需求。防溜枕木現(xiàn)場配備數(shù)量較少，對于其需求主要集中在便攜性方面，在使用中建議仍維持現(xiàn)有規(guī)定，與防溜鐵鞋配合使用并距車輪保持一定距離。防溜鐵鞋在鐵路行業(yè)和國鐵集團企業(yè)層級均制定了相應的技術標準，通過現(xiàn)場調研分析，從適用范圍、主要技術參數(shù)、適應新設備的發(fā)展等方面對防溜鐵鞋的行業(yè)標準在實施過程中存在的問題提出了修改建議。防溜枕木目前尚未有行業(yè)或企業(yè)層面的技術標準，根據(jù)相關的作業(yè)管理辦法和現(xiàn)場設備使用管理的需求，亟需對防溜枕木開展技術標準方面的制定研究。