基于美国联邦铁路局法规要求的铁路客车安全设备设计及实践

基于美国联邦铁路局法规要求的铁路客车安全设备设计及实践
发布时间：2022-07-22T05:17:02.793Z 来源：《科学与技术》2022年第30卷第3月第5期作者：任荣喜
[导读] 对美国联邦法规中铁路客车安全设备的要求进行分解，结合某铁路客车项目的实施经验，阐述了符合美国任荣喜
(中车唐山机车车辆有限公司,河北唐山 063030）
摘要：对美国联邦法规中铁路客车安全设备的要求进行分解，结合某铁路客车项目的实施经验，阐述了符合美国铁路客车的安全设备的具体设计要求。

关键词：铁路客车安全设备联邦铁路局
安全是铁路运输需要关注的首要因素。

铁路客车作为铁路系统的重要组成部分，其系统安全性是确保铁路系统安全的必要保证。

铁路客车安全设备是指供车辆司乘人员所使用的扶手、登车梯、停放制动把手及车钩解钩装置。

美国铁路发展历史悠久，在车辆运用实践中，积累沉淀了对于铁路客车安全设备详细而具体的要求。

美国联邦铁路局（FRA）作为铁路安全运营监管单位，一方面通过法规及标准要求铁道客车必须满足相关标准；另外一方面也会在新造铁路客车的详细设计阶段及首车投入运用前，对相关安全设备进行设计审查或车辆实物审查，以确保安全设备满足标准要求。

本文结合某出口美国的铁路通勤客车项目经验，就美国相关法规及标准体系对安全设备的要求进行阐述。

1.FRA规定的安全设备范围及执行标准
FRA发布的法规49CFR第238部分中，对于安全设备的规定范围涉及到四个部件：扶手、登车梯、停放制动把手和车钩解钩装置。

美国公共交通协会（APTA）根据FRA发布的法规，对于上述安全设备的设计要求在标准APTA PR-M-S-016-06中进行了规定，同时，对于停放制动把手，APTA PR-M-S-006-98做了更为详细的规定。

车辆安全设备的设计应遵循这3个法规（标准）的要求执行。

2.安全设备的总体技术要求
2.1外观要求
安全装置的可接触区域应无锐角棱边。

扶手表面应抛光处理；脚踏上踩踏区域应设置防滑花纹。

2.2焊接要求
安全装置应为锻造的实心装置，不应焊接；安全装置安装使用的支架或安装座应焊接在车体上，焊缝面积、焊接检查和体系认证等焊接要求应满足49 CFR 238.229、49 CFR 238.230和APTA PR-M-S-016-06的要求。

2.3紧固要求
安全装置应使用至少1/2 inch (M12)直径的螺栓，螺栓材质和等级至少应为碳钢SAE J429 等级5（公制SAE J1199 等级9.8）或不锈钢ASTM F593 CW1（公制ASTM F738M A2-70）。

安全装置紧固应选用下列其一:洛帝牢(NORD LOCK)双楔形垫圈或类似锁定原理的防松垫圈和普通螺栓；哈克盲孔大尺寸铆接螺栓。

2.4 材料要求
安全装置应选用最小屈服强度为25 000 psi(170 Mpa)的金属材料。

扶手和脚踏材料宜为不锈钢304，材料应符合ASTM A484/A484M的规定。

解钩杆和手制动把手材料宜为低碳合金钢，材料应符合ASTM A588/A588M的规定。

3.安全设备的具体技术要求及设置要求
3.1 扶手
扶手应为实心棒状材料锻造制成，最小直径应为5/8 inch(16 mm)。

扶手实物直径不应小于理论尺寸的95%。

扶手手握的最小净空间应为2 inches(51 mm)，设计尺寸宜为2.12 inches(53.85 mm)。

布置在车辆侧面的侧门扶手和脚踏扶手应满足车辆静态限界轮廓要求，车辆端部扶手净空间设计应考虑车辆间跨接电缆和满足车辆曲线通过要求。

各种扶手的数量、最小净长度、等技术要求见下表1。

扶手的布置应满足如下要求
侧门扶手布置要求
距离轨面不大于24 inches(610 mm)的低站台门两侧应对称布置侧门扶手。

扶手下方的净空间点距离轨面应不大于54 inches(1372 mm)。

侧门扶手内侧距离门开口应不大于6 inches (152 mm)，具体见图1（a）。

端部扶手布置要求
端扶手应水平安装在车端，扶手的手握区域应低于端底架并向下突出。

端扶手靠近车体侧墙外面的净空间点与车体侧墙外面的距离应不大于16 inches(406 mm),具体见图1（b）。

风挡扶手布置
风挡扶手下方净空间点距离地板布上面应不小于44 inches(1118 mm)。

脚踏扶手布置
两个水平脚踏扶手宜布置在侧窗(包括横向推拉侧窗）下方。

下方扶手距离轨面应不大于54 inches(1372 mm)。

上方扶手距离脚踏面应为54 inches(1372mm)～58 inches(1473mm)。

扶手的净长度区间应对齐下方脚踏净长度区间,具体见图2（a）。

两个垂直扶手宜在高站台侧门两侧对称布置，扶手下方的净空间点距离轨面应不大于54 inches(1372mm)。

侧门扶手内侧距离门开口应不大于6 inches (152mm),具体见图2（b）。

水平和垂直扶手的组合宜布置在设备（如下拉侧窗）下方，且水平扶手高度应设置在最靠近上方设备的位置。

水平扶手上面的高度应不小于54 inches(1372mm)。

垂直扶手下方的净空间点距离轨面应不大于54 inches(1372mm)。

乘务员扶手布置
每个低站台门通过台的内装隔墙上应布置2个乘务员扶手，用于辅助作业人员打开/锁闭翻板门及身体探出车外观察信号时安全抓握。

每个低站台门车体楼梯的两侧，宜在翻板门下方和内装端墙上设置扶手，扶手应和车体楼梯斜度匹配，用于乘客和作业人员上下车体楼梯时抓握。

3.2 脚踏的要求
脚踏靠近车端的净空间点距车端应不大于18 inches(457 mm)。

下层的踏板面距离轨面应不大于24 inches(610mm)，参见图2。

脚踏应设置2个踏面，每层踏板的高度均应不小于8inches (203mm)。

当脚踏总高度超过18 inches(457mm)时，踏板内侧应增加横向支架。

脚踏外侧距离车体侧墙表面应不大于2inches(51mm)，具体见图3。

踏板的板厚应不少于1/2inch(13mm)，板宽应不少于2inches(51mm)。

踏板实物厚度和宽度不应小于理论尺寸的95%。

检测脚踏的工装应为长12 inches(305 mm)×高8 inches(203 mm)×深6 inches(152 mm)的盒子。

工装盒子应能够通过脚踏的2个环状开口直到与脚踏外面平齐，具体见图3。

3.3车钩解钩杆的要求
解钩杆把手下端外侧与侧门扶手内面的距离应不大于14inches(356 mm)。

解钩杆把手下端至少有2 inches(51 mm)的净空间。

解钩杆把手下端距离上方解钩横杆最外侧点的中心线应为12inches(305mm)～15 inches(381mm),具体见图1（b）。

3.4 手制动把手的要求
司乘人员通过操作手制动把手为处于停放的车辆施加由弹簧提供压紧力的制动，以确保车辆的安全。

手制动把手的设计应按照APTA PR-M-S-006-98要求执行。

手制动把手的设置应与在与停放制动装置的最小净空间为2inches(51mm)。

4.结论
通过对美国铁路相关标准对铁路客车的安全设备的设计、布置等要求的分析及梳理，为国内铁路客车的安全设备的设计提供了借鉴，也为相关出口铁路客车产品的设计提供了参考。

参考文献
49 CFR Part 238 轨道乘客设备安全标准
APTA PR-M-S-016-06 轨道客车安全装置标准。