铁路防溜器具应用现状及标准化问题研究

田雷，张小强，保鲁昆，陈琦，宋丹丹

(1.中国铁道科学研究院集团有限公司 运输及经济研究所，北京 100081；2.中国国家铁路集团有限公司运输部，北京 100844)

0 引言

近年来，随着铁路运输向着快捷、高效及更安全的方向发展，运输部门对机车车辆防溜措施的安全性提出了更高的要求。针对机车车辆在线路停留时的防溜工作，中国国家铁路集团有限公司(以下简称“国铁集团”)在《铁路技术管理规程》《防止机车车辆溜逸管理办法》等技术规章中详细规定了不同车站类型、不同作业场景、不同外部环境下的防溜措施[1-2]，各铁路局集团公司也在《普速铁路行车组织规则》《高速铁路行车组织细则》及相关专业技术规章中细化了具体的防溜要求，相关防溜措施和要求均需采用防溜器具以满足防溜要求。

目前，国内对机车车辆的防溜研究工作相对较少，防溜铁鞋和防溜枕木作为现场应用场景较为广泛的防溜器具，针对其的研究主要集中在智能化与便携化方面[3]。在防溜器具研发方面，部分铁路局集团公司及相关高校和科研单位在防溜设施的信息化管理、智能化应用、综合自动化管控方面做了研究设计和开发，如基于无线射频识别技术建立的智能铁鞋管理方案，还有部分思路及方案仍处于探索阶段，未能达到实际应用[4]。在防溜管理方面，部分铁路局集团公司及专家从优化防溜作业组织方面进行了研究[5]，进一步优化了排列进路前撤除防溜的卡控措施，规范防溜揭示，严格防溜设置、撤除汇报制度，专人负责对防溜设置情况的明示，禁止多人随意填写、擦划防溜揭示；优化了防溜器具存放地点，按照避免跨越正线、减少走行距离、避免设备及人员侵限的原则，选择在车场两端、较宽阔的股道间等合适位置设置防溜器具存放地点，消除取送防溜器具过程中存在的劳动安全隐患，提高防溜作业效率。在防溜器具防溜功能的理论计算及仿真计算方面，相关的标准和数据参数还沿袭较早的规定，但随着路网规模和结构越来越庞大，货物列车的开行数量、类型、等级结构也愈发复杂，防溜器具的使用场景和设置要求均发生较大变化。此外，近年来新材质货车车轮的应用、钢轨材质的优化以及防溜器具材质的升级也对防溜器具的防溜性能产生较大的改变[6]。

因此，有必要针对防溜铁鞋、防溜枕木等防溜器具的现场使用管理现状以及标准化情况进行研究，为开展现场试验和后续的标准修订提供技术支撑。

1 铁路主要防溜器具运用管理现状

1.1 防溜铁鞋

随着技术的不断发展，相较于《铁道车辆停车防溜装置第3部分：防溜铁鞋(止轮器)》(TB/T 3162.3—2007)[7]，防溜铁鞋产品应用场景更加广泛，继铁路货车、机车应用之外，还开始应用于铁路重载车辆、客车以及自轮运转特种设备，现场配备的防溜铁鞋数量较大，仅根据调研单位反馈统计的防溜铁鞋数量就达14万只。随着铁路车辆的迭代发展，铁路车辆对防溜铁鞋产品也开始出现了新的需求。通过对各铁路局集团公司和主要生产厂家的调研，针对防溜铁鞋的改进建议如表1所示，主要集中在产品设计、制造工艺和其他功能需求等方面，反映出防溜铁鞋在现场运用管理过程中存在的问题。

表1 防溜铁鞋的改进建议Tab.1 Suggestions for improvement of anti-slip shoes

1.2 防溜枕木

针对防溜枕木配备情况、技术要求、规章规定、使用场景及相关建议、结构设计标准化建议、其他相关建议等方面，调研了各铁路局集团公司运输部、所属车务站段以及相关生产厂家。其中，防溜枕木运用管理现状如下。

1.2.1 防溜枕木配备情况

目前18个铁路局集团公司配备防溜枕木共计约20 743个，其中木质枕木约4 462个，便携式(橡胶)枕木约16 281个，各铁路局集团公司防溜枕木配备情况如表2所示。

表2 各铁路局集团公司防溜枕木配备情况个Tab.2 Equipment of anti-slip sleepers in railway groups

1.2.2 防溜枕木现场建议

通过调研各铁路局集团公司，从防溜枕木结构形式、材质、安设位置、与防溜铁鞋配合使用等方面对反馈意见进行研究，具体情况如下。

（1）结构形式。①提升便携性，建议设计方面修改为圆柱杆、可伸缩或折叠杆件，便于现场携带。②轻量化设计，设计为分体式，中间以链条链接，减少防溜枕木重量。

（2）设备材质。针对防溜枕木的材质选择，是其设计的一个重要问题，现场对于防溜枕木的选择主要考虑便携和防溜效果2个方面。目前，橡胶枕木的应用较为广泛，其优点为轻质，但是防溜效果不如木质枕木。通过调研结果发现，现场对于便携的需求较为强烈，建议采用高强度复合材料等材料，在保持轻量化的前提下，提升既有防溜枕木的防溜效果。

（3）安设及使用。防溜枕木作为机车车辆停留时的防溜加强措施，现场建议与防溜铁鞋配合使用，其中，防溜铁鞋放在最外侧车辆下，防溜枕木放置在距车轮5 m范围内，不建议防溜枕木与车轮密贴安设。

2 铁路主要防溜器具标准实施情况

2.1 防溜铁鞋

2.1.1 防溜铁鞋技术标准概况

（1）铁道行业标准。2007年8月13日，原铁道部发布铁道行业标准《铁道车辆停车防溜装置第3部分：防溜铁鞋(止轮器)》(TB/T 3162.3—2007)，2007年12月1日起实施。TB/T 3162.3—2007是我国首次发布的防溜铁鞋产品技术标准[8]，主要规定了防溜铁鞋(止轮器)的术语和定义、技术要求、试验方法、检验规则等，适用于采用铸钢和钢板焊接成型的防溜铁鞋(止轮器)的设计、生产、检验、使用和管理，适用场景为机车车辆在静止状态下的防溜防护。

（2）国铁集团企业标准。随着铁路新型车辆种类的增多，以及数字防溜巡检设备广泛使用于各大站场车辆防溜作业，原中国铁路总公司将防溜铁鞋技术标准制定工作列入2015年中国铁路总公司技术标准项目计划。2016年9月30日，原中国铁路总公司企业标准《铁道车辆停车防溜装置防溜铁鞋》(Q/CR 555—2016)正式发布，2017年1月8日起实施[9]。Q/CR 555—2016主要规定了防溜铁鞋的产品分类、技术要求、检验方法、检验规则和产品标志，适用于防溜铁鞋的设计、生产、检验。

（3）行业标准与企业标准之间的差异。Q/CR 555—2016为对TB/T 3162.3—2007的更新与完善，TB/T 3162.3—2007与Q/CR 555—2016差异对比表如表3所示。

表3 TB/T 3162.3—2007与Q/CR 555—2016差异对比表Tab.3 Comparison of difference between TB/T 3162.3—2007 and Q/CR 555—2016

2.1.2 防溜铁鞋技术标准实施情况

（1）行业标准。通过对调研反馈情况的研究，对TB/T 3162.3—2007现场执行中存在的问题进行梳理，具体情况如下。

①行业标准的适用范围。该标准在范围中规定了(止轮器)的术语和定义、技术要求、试验方法、检验规则等。但是在现场实际操作中，止轮器与防溜铁鞋为2种防溜装置，并且止轮器结构形式与防溜铁鞋不一致。该标准未具体规定止轮器的技术标准要求，因此建议删除“止轮器”。

②防溜铁鞋产品适配车轮轮径发生部分变化。目前，TB/T 3162.3—2007主要规定了车轮轮径为840 mm的铁路货车和车轮轮径为940 mm的铁路机车。随着车辆更迭，经调研得知，当前防溜铁鞋主要应用于以下铁路车辆及其对应的车轮轮径：车轮轮径为840 mm的铁路货车(除C80E外)和自轮运转特种设备；车轮轮径为915 mm的C80E等铁路货车及铁路客车；车轮轮径为1 050 mm的内燃机车；车轮轮径为1 250 mm的电力机车。其中，TB/T 3162.3—2007中规定的铁鞋踏面上面弧度包括车辆R420 mm和机车R470 mm2种。根据调研情况，目前轮径为940 mm的机车不再被广泛应用。建议在标准中对铁鞋踏面上面弧度结合目前铁路货车及客车实际轮径情况进行修改。

③适应技术设备的发展。目前，部分铁路局集团公司配备使用安装电子标签的防溜铁鞋，电子标签一般由应答器、阅读器和应用软件组成，安装在防溜铁鞋上，配合实现防溜铁鞋的安装、巡检、撤除、收回等功能。为顺应信息化、智能化发展趋势，建议在该标准中对相应内容进行补充完善。

④明确防溜铁鞋基本质量要求。目前，防溜铁鞋的管理和使用暴露出其存在不便的问题，例如，铁鞋唯一编号均压制于出厂铭牌上，出厂铭牌随着铁鞋使用情况，因磨损会掉落，铭牌掉落后的铁鞋失去唯一编号后给管理使用带来不便。因此，建议针对防溜铁鞋的铭牌标识编号、使用场景(如夜间的反光要求)等提出要求，确保防溜铁鞋产品品质质量及基本使用需求。

（2）企业标准。Q/CR 555—2016为防溜铁鞋的设计、生产和检验提供了依据，发布以来总体实施效果良好。但是，在防溜铁鞋设备的现场应用中，其制动力受到天气环境(干燥、潮湿)、钢轨状态(生锈程度、是否有肥边)、重空车状态等多项因素影响，同时新型机车车辆、钢轨等设备升级，以及重载铁路列车编组数量的增加，导致在应用中存在防溜铁鞋静态制动能力离散性较大、与新型车辆车轮匹配关系等问题需要研究试验。

2.2 防溜枕木

防溜枕木主要应用于停留保留(停运)列车的“三防溜”，设置位置为距停留车组最外方车辆不超过5 m处，与铁鞋、人力制动机(紧固器)配合使用。目前针对防溜枕木暂无国家标准、行业标准和国铁集团企业标准，国铁集团层级技术规章或铁路局集团公司层级规章制度中对技术管理及技术指标进行规定[10]。

2.2.1 关于技术管理的要求

（1）国铁集团层级在《铁路技术管理规程》(普速铁路部分)、《国铁集团关于加强中间站列车保留安全控制的通知》(铁运函〔2021〕226号)等技术规章或文件中对防溜枕木使用管理进行规定。

（2）各铁路局集团公司在《普速铁路行车组织规则》第68条防止车辆溜逸的补充规定进行规定，部分铁路局集团公司还发布《关于加强中间站列车保留安全控制的通知》《关于加强智能防溜枕木使用、维护(暂行)的通知》等规定。

（3）车务站段在《车站行车工作细则》或站段层级防溜作业、防溜器具管理等技术规章中规定。

2.2.2 关于技术指标的要求

部分铁路局集团公司针对便携式(橡胶)枕木技术指标进行了规定。

（1）中国铁路哈尔滨局集团有限公司。便携式橡胶防溜枕木主要技术指标为：卡槽角度70°，槽宽80 mm，槽深50 mm，防溜主体尺寸240 mm×150 mm×150 mm，质量15.6 kg，橡胶块硬度110-115 HD，适用于43 kg，50 kg，60 kg，65 kg钢轨。防溜枕木使用前应检查其外观状态，遇防溜枕木主体锈蚀损坏、连杆弯曲变形、卡槽变形破损、荧光条警示失效或其他损坏无法起到防溜作用时，严禁使用该防溜枕木。遇三角锁临时故障，可将防溜枕木用铁链锁在钢轨上，使用完毕后应及时修复。在安装防溜枕木时须确认钢轨面、钢轨头部两侧及枕木卡槽内无油污。

（2）中国铁路沈阳局集团有限公司。防溜枕木由防溜主体和连杆2部分组成。防溜主体采用纤维编织层的高强度合成橡胶，须具有耐承载冲击力、耐腐蚀性和耐热耐寒性；连杆采用5号槽钢，粘有起警示作用的反光条；防溜枕木锁具在防溜主体上采用铁路通用的三角锁。

（3）中国铁路太原局集团有限公司。PR防溜枕木规格为：防溜主体采用加纤维编织层的高强度合成橡胶，两端防溜主体尺寸为240 mm×150 mm×150 mm，钢轨卡槽宽80 mm、深50 mm，卡槽角度为70°，防溜主体上设有通用三角锁；连杆采用5号槽钢材质，连杆上刷红白条纹反光漆，连杆中间设有把手。车站配备的移动式PR防溜枕木仅用于站内保留车列防溜。

3 主要存在问题

3.1 防溜铁鞋存在问题

近年来，国铁集团有关部门组织相关科研机构，针对防溜铁鞋做了部分现场测试，但是存在测试样本数据量少、测试环境单一等问题。防溜铁鞋现存主要问题如下。

（1）防溜铁鞋行业标准与企业标准间不协调。鉴于TB/T 3162.3—2007与Q/CR 555—2016均为有效标准，但实际规定内容存在差异，因此会造成生产、使用及管理单位的实际执行困难。

（2）对防溜铁鞋基础研究不足。由于防溜铁鞋的制动力受到天气环境(干燥、潮湿)、钢轨生锈程度、钢轨是否有肥边、重空车状态等多项因素相关，再加上近几年钢轨、铁鞋材质变化，对防溜铁鞋制动能力缺少系统性研究。

（3）对不同型号防溜铁鞋与不同直径车轮之间匹配关系系统性试验验证不足。防溜铁鞋技术标准中虽然规定了多种不同型号防溜铁鞋，但对于如何使用不同型号铁鞋缺少系统性试验研究。

（4）防溜铁鞋使用及管理办法不尽完善。相关铁路局集团公司均制定了防溜铁鞋使用管理办法，但多数铁路局集团公司对于配备、使用不同规格的防溜铁鞋未明确规定，生产厂家未提供防溜铁鞋使用说明，现场使用作业中也鲜有区分。

3.2 防溜枕木存在问题

各铁路局集团公司防溜枕木主要使用场景有以下3类。

（1）大风天气防溜补强。例如，在预报或预警8级及以上大风(含9级及以上阵风或瞬时风力)时间内，正线、到发线及与接发列车进路上的线路无隔开设备或脱轨器的站线、段管线停留的机车、车辆，须在原规定防溜措施基础上，在两端最外方车辆增加防溜枕木补强。

（2）停留保留(停运)列车、停留客车底防溜补强。例如，正线、到发线及与接发列车进路上的线路无隔开设备或脱轨器的站线(段管线)停留超过24 h的车辆以及以客调命令临时调整在中间站停留的客车底，须在原规定防溜措施基础上，在两端最外方车辆增加防溜枕木补强。

（3）货物线(包括到发线兼货物线的线路装卸作业时)、段管线与接发旅客列车进路上的线路或专用线与站内接发列车进路上的线路无隔开设备或脱轨器，须拧紧衔接端外端车辆人力制动机，并以铁鞋或止轮器和防溜枕木防溜。

针对防溜枕木的主要应用场景，现场作业人员提出以下问题和建议。

（1）便携式防溜枕木每根15.6 kg稍显笨重，携带不便。建议减轻重量。

（2）在停留车线路为整体道床时，防溜枕木无法安设。

（3）防溜枕木三角锁材质不太好，易出现卡扣弯曲等问题。建议加强锁的质量、钢口要过硬，通体采取反光标志。

（4）针对防溜枕木卡槽锁下雨后生锈或螺丝松动产生锁不住现象，建议优化卡槽锁设置。

（5）枕木两头锁具易破损，由于锁具安装在枕木两侧橡胶内，故障时不易被使用人员发现，容易产生假锁的风险，锁具故障现象频发。此外，锁具不能使枕木紧密固定在钢轨上，不使用钥匙也能卸下。建议增加自带锁具的性能要求。

4 结束语

通过面向各铁路局集团公司及相关运输生产单位和设备生产厂家的调研，梳理分析了铁路主要防溜器具运用管理情况，目前防溜铁鞋的现场应用场景多，配备使用数量大。现场对于防溜铁鞋从产品设计、制造工艺以及功能改进等方面提出了运用管理中的需求。防溜枕木现场配备数量较少，对于其需求主要集中在便携性方面，在使用中建议仍维持现有规定，与防溜铁鞋配合使用并距车轮保持一定距离。防溜铁鞋在铁路行业和国铁集团企业层级均制定了相应的技术标准，通过现场调研分析，从适用范围、主要技术参数、适应新设备的发展等方面对防溜铁鞋的行业标准在实施过程中存在的问题提出了修改建议。防溜枕木目前尚未有行业或企业层面的技术标准，根据相关的作业管理办法和现场设备使用管理的需求，亟需对防溜枕木开展技术标准方面的制定研究。