en sporet Britisk Jernbaneklasse 165 På London Paddington stasjon. Toget passerte over et sett med felle poeng som forårsaket avsporing. Etter avsporing, baksiden av toget traff en stanchion, alvorlig skade førersiden av ledelsen enheten.

Avsporing skyldes en eller flere av en rekke forskjellige årsaker; disse kan klassifiseres som:

• den primære mekaniske svikt i en sporkomponent (for eksempel ødelagte skinner, gauge spredning på grunn av sovende (tie) svikt)
• den primære mekaniske svikt i en komponent av understell av et kjøretøy (for eksempel akselboksfeil, hjulbrudd)
• en feil i geometrien av sporet komponenter eller understell som resulterer i en kvasi-statisk svikt i løping (for eksempel jernbane klatring på grunn av overdreven slitasje på hjul eller skinner, jordarbeid slip)
• en dynamisk effekt av spor-kjøretøy interaksjon (for eksempel ekstrem jakt, vertikal sprett, spor skift feil bruk av punkter, eller feil overholdelse av signaler som beskytter dem (signalfeil)
• som en sekundær hendelse etter kollisjon med andre tog, kjøretøyer, eller andre hindringer (nivå krysset kollisjoner, hindringer på linjen)
• tog håndtering (snapper på grunn av plutselige trekkraft eller bremsekrefter, referert til som slakk handling I Nord-Amerika).

En sporet lokomotivenhet i Australia på et fangstpunkt skjult for visning (januar 2007)

Ødelagte jernbaneredit

en ødelagt skinne, sannsynligvis fra hydrogen inkludering i skinnehodet

en tradisjonell sporstruktur består av to skinner, fast på en angitt avstand fra hverandre (kjent som spormåler), og støttes på tverrgående sviller (bånd). Noen avanserte sporstrukturer støtter skinnene på en betong-eller asfaltplate. Skinnenes løpeflate er nødvendig for å være praktisk kontinuerlig og av riktig geometrisk utforming.

i tilfelle en ødelagt eller sprukket skinne, kan skinnens løpeflate bli forstyrret hvis et stykke har falt ut, eller legges inn på feil sted, eller hvis det oppstår et stort gap mellom de gjenværende skinneseksjonene. 170 brutte (ikke sprukne) skinner ble rapportert På Network Rail I STORBRITANNIA i 2008, ned fra en topp på 988 i 1998/1999.

• i leddspor er skinner vanligvis forbundet med boltede fiskeplater (fellesstenger). Nettet av skinnen opplever store skjærkrefter, og disse er forbedret rundt bolthullet. Hvor sporvedlikehold er dårlig, kan metallurgisk tretthet resultere i forplantning av stjernesprekker fra boltholen. I ekstreme situasjoner kan dette føre til at et trekantet stykke skinne ved skjøten blir løsrevet.Metallurgiske endringer finner sted på grunn av fenomenet gauge hjørne cracking (hvor tretthet microcracking forplanter seg raskere enn vanlig slitasje), og også på grunn av effekten av hydrogen inkludering under produksjonsprosessen, som fører til sprekkutbredelse under tretthet lasting.
• Lokal sprøhet av foreldremetallet kan skje på grunn av hjulspinn (trekkraftenheter som roterer drivhjul uten bevegelse langs sporet).
• Skinnesveiser (hvor skinneseksjoner er forbundet med sveising) kan mislykkes på grunn av dårlig håndverk; dette kan utløses av ekstremt kaldt vær eller feil vekting av kontinuerlig sveisede skinner, slik at høye strekkrefter genereres i skinnene.
• fiskeplatene (fellesstenger) i leddspor kan mislykkes, slik at skinnene kan trekke seg fra hverandre i ekstremt kaldt vær; dette er vanligvis forbundet med ukorrigert skinnekryp.

Avsporing kan skje på grunn av overdreven gauge utvidelse (noen ganger kjent som vei spredning), der sviller eller andre fester ikke klarer å opprettholde riktig gauge. I lett konstruert spor hvor skinnene er piggete (dogged) til tømmer sviller, pigg hold svikt kan føre til rotasjon utover av en skinne, vanligvis under skjerpende handling av crabbing av boggier (lastebiler) på kurver.mekanismen for måleutvidelse er vanligvis gradvis og relativt langsom, men hvis den ikke er oppdaget, finner den endelige feilen ofte sted under effekten av noen ekstra faktor, for eksempel overskuddshastighet, dårlig vedlikeholdt kjøreutstyr på et kjøretøy, feiljustering av skinner og ekstreme trekkeffekter (for eksempel høye drivkrefter). Crabbing effekten nevnt ovenfor er mer markert i tørre forhold, når friksjonskoeffisienten på hjulet til jernbane grensesnittet er høy.

Defekte hjulrediger

kjøreutstyret-hjulsett, boggier (lastebiler) og fjæring — kan mislykkes. Den vanligste historiske feilmodusen er kollaps av glidelagre på grunn av mangelfull smøring og feil i bladfjærer; hjuldekk er også utsatt for feil på grunn av metallurgisk sprekkutbredelse.Moderne teknologier har redusert forekomsten av disse feilene betydelig, både ved design (spesielt eliminering av glidelagre) og intervensjon (ikke-destruktiv testing i tjeneste).

Uvanlig sporinteraksjonedit

hvis en vertikal, lateral eller crosslevel uregelmessighet er syklisk og finner sted ved en bølgelengde som svarer til den naturlige frekvensen av visse kjøretøy som krysser ruteseksjonen, er det en risiko for resonans harmonisk svingning i kjøretøyene, som fører til ekstrem uriktig bevegelse og muligens avsporing. Dette er mest farlig når en syklisk rull er satt opp av crosslevel variasjoner, men vertikale sykliske feil kan også føre til kjøretøy løfte av sporet; dette er spesielt tilfelle når kjøretøyene er i tara (tom) tilstand, og hvis suspensjonen ikke er konstruert for å ha passende egenskaper. Den siste tilstanden gjelder hvis fjæringen har en stivhet som er optimalisert for den belastede tilstanden, eller for en kompromitterende lastetilstand, slik at den er for stiv i tare-situasjonen.

bilens hjulsett blir midlertidig losset vertikalt, slik at veiledningen som kreves fra flensene eller hjulets slitebanekontakt, ikke er tilstrekkelig.

en spesiell sak er varme relatert knekking: i varmt vær rail stål utvides. Dette styres ved å understreke kontinuerlig sveisede skinner (de strammes mekanisk for å være spenningsnøytrale ved moderat temperatur) og ved å gi riktige ekspansjonshull på leddene og sikre at fiskeplatene smøres ordentlig. I tillegg er lateral fastholdelse gitt av en tilstrekkelig ballast skulder. Hvis noen av disse tiltakene er utilstrekkelige, kan sporet spenne; en stor lateral forvrengning finner sted, som togene ikke klarer å forhandle. (I ni år 2000/1 til 2008/9 var det 429 sporspenne hendelser i Storbritannia).

Feil drift av styresystemerrediger

Kryss og andre endringer av ruting på jernbaner gjøres vanligvis ved hjelp av punkter (brytere — bevegelige seksjoner som kan endre kjøretøyets videre rute). I de tidlige dagene av jernbaner disse ble flyttet uavhengig av lokalt ansatte. Ulykker – vanligvis kollisjoner-fant sted når ansatte glemte hvilken rute punktene ble satt for, eller oversett tilnærming av et tog på en motstridende rute. Hvis poengene ikke var riktig innstilt for begge rutesett i midtslag — er det mulig for et tog som passerer å spore.den første konsentrasjonen av spaker for signaler og punkter samlet for drift var Ved Murer Arms Junction i sør-øst London i perioden 1843-1844. Signalstyringsstedet (forløperen til signalboksen) ble forbedret ved å sikre sammenkobling (forhindre at et klart signal ble satt for en rute som ikke var tilgjengelig) i 1856.

for å hindre utilsiktet bevegelse av godskjøretøy fra sidespor til løpelinjer, og andre analoge feilbevegelser, er det gitt fellepunkter og sperrer ved utgangen fra sidesporene. I noen tilfeller er disse gitt ved konvergens av løpende linjer. Det hender at en sjåfør feilaktig mener han/hun har myndighet til å gå over felle poeng, eller at signal feil gir slik tillatelse; dette resulterer i avsporing. Den resulterende avsporingen beskytter ikke alltid den andre linjen fullt ut: en sperrepunktsporing i fart kan godt føre til betydelig skade og hindring, og selv et enkelt kjøretøy kan hindre den klare linjen.

Avsporing etter kollisjonrediger

hvis et tog kolliderer med en massiv gjenstand, er det klart at avsporing av riktig kjøring av kjøretøyhjul på banen kan finne sted. Selv om svært store hindringer er tenkt, det har vært kjent for en ku avvik på linjen for å avspore et passasjertog i fart som skjedde I Polmont rail ulykke.

de vanligste hindringene er kjøretøyer på planoverganger (grade crossings); ondsinnede personer plasserer noen ganger materialer på skinnene ,og i noen tilfeller forårsaker relativt små gjenstander en avsporing ved å lede ett hjul over skinnen (i stedet for ved grov kollisjon).Avsporing har også blitt forårsaket i situasjoner med krig eller andre konflikter, for eksempel under fiendtlighet Av Indianere, og mer spesielt i perioder da militært personell og materiell ble flyttet med jernbane.

Harsh train handlingEdit

håndteringen av et tog kan også føre til avsporing. Kjøretøyene til et tog er forbundet med koblinger; i jernbanens tidlige dager var disse korte lengder av kjetting («løse koblinger») som koblet tilstøtende kjøretøy med betydelig slakk. Selv med senere forbedringer kan det være en betydelig slakk mellom trekksituasjonen (kraftenheten trekker koblingene tett) og kraftenhetens bremsing (lokomotiv som bruker bremser og komprimerer buffere gjennom hele toget). Dette resulterer i koblingsbølge.

mer sofistikerte teknologier i bruk i dag bruker vanligvis koblinger som ikke har løs slakk, selv om det er elastisk bevegelse på koblingene; kontinuerlig bremsing er gitt, slik at hvert kjøretøy på toget har bremser styrt av føreren. Vanligvis bruker dette trykkluft som et kontrollmedium, og det er et målbart tidsforsinkelse når signalet (for å påføre eller frigjøre bremser) forplanter seg langs toget.

hvis en togfører bruker togbremsene plutselig og alvorlig, er den fremre delen av toget utsatt for bremsekrefter først. (Hvor bare lokomotivet har bremsing, er denne effekten åpenbart mer ekstrem). Den bakre delen av toget kan overkjøre den fremre delen, og i tilfeller der koblingstilstanden er ufullkommen, kan den resulterende plutselige lukkingen (en effekt referert til som en «innkjørsel») føre til at et kjøretøy i tare-tilstand (et tomt godskjøretøy) løftes øyeblikkelig og forlater sporet.

denne effekten var relativt vanlig i det nittende århundre.

på buede seksjoner, langsgående (trekkraft eller bremsing) krefter mellom kjøretøy har en komponent innover eller utover henholdsvis på kurven. I ekstreme situasjoner kan disse laterale kreftene være nok til å oppmuntre til avsporing.

et spesielt tilfelle av toghåndteringsproblemer er overspeed på skarpe kurver. Dette oppstår vanligvis når en sjåfør ikke klarer å bremse toget for en skarp buet del i en rute som ellers har høyere hastighetsforhold. I det ekstreme resulterer dette i at toget går inn i en kurve med en hastighet der det ikke kan forhandle kurven, og brutto avsporing finner sted. Den spesifikke mekanismen for dette kan innebære kroppslig tipping (rotasjon), men vil sannsynligvis innebære forstyrrelse av sporstrukturen og avsporing som den primære feilhendelsen, etterfulgt av velt.Et eksempel på fart på en kurve ville Være Mai 2015 Philadelphia tog avsporing involverer En Amtrak tog reiser på 106 mph (171 km / t), to ganger den maksimale tillatte hastighet på 50 mph (80 km/t).

flens climbingEdit

styresystemet av praktiske jernbanekjøretøyer er avhengig av styreeffekten av kjeglesnitt av hjulet løpebaner på moderate kurver (ned til en radius på ca 500 m, eller ca 1500 fot). På skarpere kurver finner flenskontakt sted, og flensens styrende effekt er avhengig av en vertikal kraft (kjøretøyets vekt).

en flens klatring avsporing kan resultere hvis forholdet Mellom disse kreftene, L / V, er overdreven. Den laterale kraften l resulterer ikke bare fra sentrifugale effekter, men en stor komponent er fra crabbing av et hjulsett som har en ikke-null angrepsvinkel under kjøring med flenskontakt. L / v overflødig kan skyldes hjulet lossing, eller fra feil jernbane eller hjul slitebaneprofiler. Fysikken til dette er nærmere beskrevet nedenfor, i avsnittet wheel-rail interaction.

hjulavlasting kan skyldes vridning i sporet. Dette kan oppstå hvis skråningen (tverrnivå eller superhøyde) av sporet varierer betydelig over kjøretøyets akselbase, og kjøretøyets fjæring er veldig stiv i vridning. I kvasi-statisk situasjon kan det oppstå i ekstreme tilfeller av dårlig lastfordeling, eller i ekstrem skråning ved lav hastighet.

hvis en skinne har vært utsatt for ekstreme sideklær, eller en hjulflens har blitt slitt i feil vinkel, er Det mulig For L / V-forholdet å overstige verdien som flensvinkelen kan motstå.

hvis sveise reparasjon av side slitte brytere er foretatt, er det mulig for dårlig utførelse å produsere en rampe i profilen i vendt retning, som avbøyer en nærmer hjulflens på skinnehodet.

i ekstreme situasjoner kan infrastrukturen være grovt forvrengt eller til og med fraværende; dette kan oppstå fra jordverk bevegelse( voll slips og utvasking), jordskjelv og andre store terrestriske forstyrrelser, mangelfull beskyttelse under arbeidsprosesser etc.

Wheel-rail interactioned

Nesten alle praktiske jernbanesystemer bruker hjul som er festet til en felles aksel: hjulene på begge sider roterer sammen. Sporvogner som krever lave gulvnivåer er unntaket, men mye nytte i kjøretøy veiledning er tapt ved å ha koblet hjul.

fordelen med koblede hjul stammer fra kjeglesnittet til hjultrinnene—hjultrinnene er ikke sylindriske, men koniske. På idealisert rett spor ville et hjulsett løpe sentralt, midt mellom skinnene.

eksemplet som vises her, bruker en høyre buet del av sporet. Fokuset er på venstre sidehjul, som er mer involvert i de kreftene som er kritiske for å lede jernbanevognen gjennom kurven.

Diagram 1 nedenfor viser hjulet og skinnen med hjulsettet som går rett og sentralt på banen. Hjulet løper vekk fra observatøren. (Merk at skinnen er vist skrå innover; dette gjøres på moderne spor for å matche skinnhodeprofilen til hjulets sliteprofil.)

Diagram 2 viser hjulsettet forskjøvet til venstre, på grunn av krumning av sporet eller en geometrisk uregelmessighet. Det venstre hjulet (vist her) kjører nå på en litt større diameter; høyre hjul motsatt har flyttet til venstre også, mot midten av sporet, og kjører på en litt mindre diameter. Når de to hjulene roterer med samme hastighet, er fremoverhastigheten til venstre hjul litt raskere enn fremoverhastigheten til høyre hjul. Dette får hjulsettet til å kurve til høyre, korrigere forskyvningen. Dette skjer uten flenskontakt; hjulsettene styrer seg på moderate kurver uten flenskontakt.

jo skarpere kurven er, desto større er sideforskyvningen nødvendig for å oppnå kurvingen. På en meget skarp kurve (vanligvis mindre enn ca 500 m eller 1500 fot radius) bredden av hjulet slitebanen er ikke nok til å oppnå den nødvendige styreeffekt, og hjulflensen kontakter forsiden av den høye skinnen.

Diagram 3 viser kjøring av hjulsett i en boggi eller et firehjulet kjøretøy. Hjulsettet går ikke parallelt med sporet: det er begrenset av boggirammen og suspensjonen, og det svinger til utsiden av kurven; det vil si at dens naturlige rulleretning vil lede langs en mindre skarpt buet bane enn den faktiske kurven til sporet.

vinkelen mellom den naturlige banen og den faktiske banen kalles angrepsvinkelen (eller yaw-vinkelen). Når hjulsettet ruller fremover, blir det tvunget til å glide over skinnehodet ved flenskontakten. Hele hjulsettet er tvunget til å gjøre dette, så hjulet på lavskinnen er også tvunget til å glide over skinnen.

denne glidingen krever en betydelig kraft for å få det til å skje, og friksjonskraften som motstår glidningen er betegnet «L», den laterale kraften. Hjulsettet legger en kraft L utover på skinnene, og skinnene legger en kraft L innover på hjulene. Merk at dette er helt uavhengig av «sentrifugalkraft». Men ved høyere hastigheter blir sentrifugalkraften lagt til friksjonskraften for Å lage L.

lasten (vertikal kraft) på ytre hjulet er betegnet V, slik at I Diagram 4 vises De To kreftene L og V.stål-til-stål-kontakten har en friksjonskoeffisient som kan være så høy som 0,5 i tørre forhold, slik at sidekraften kan være opptil 0,5 av den vertikale hjulbelastningen.

under denne flenskontakten opplever hjulet På høyskinnen lateral kraft L, mot utsiden av kurven. Når hjulet roterer, har flensen en tendens til å klatre opp flensvinkelen. Den holdes nede av den vertikale belastningen På hjulet V, slik at hvis L/V overskrider den trigonometriske tangenten til flenskontaktvinkelen, vil klatring finne sted. Hjulflensen vil klatre til skinnehodet der det ikke er lateral motstand i rullende bevegelse, og en flensklatringssporing finner vanligvis sted. I Diagram 5 er flenskontaktvinkelen ganske bratt, og flensklatring er usannsynlig. Men hvis skinnehodet er sideskåret (sideskåret) eller flensen er slitt, som vist i Diagram 6, er kontaktvinkelen mye flatere og flensklatring er mer sannsynlig.

Når hjulflensen helt har klatret på skinnehodet, er det ingen sidestøtte, og hjulsettet vil sannsynligvis følge yaw-vinkelen, noe som resulterer i at hjulet faller utenfor skinnen. Et L / V-forhold større enn 0,6 anses å være farlig.

det understrekes at dette er en mye forenklet beskrivelse av fysikken; kompliserende faktorer er kryp, faktiske hjul-og skinneprofiler, dynamiske effekter, stivhet av langsgående fastholding ved akselbokser og den laterale komponenten av langsgående (trekkraft og bremsing) krefter.