การเกิดเหตุแผ่นดินไหวในเขต นิอิกาตะ ที่ระดับ 7 ความรุนแรง 6.8 ริคเตอร์ เมื่อวันที่ 23 ตุลาคม 2547 เวลา 17.56 น.เป็นเหตุให้รถไฟความเร็วสูงโจเอซึ ชินคังเซน โตคี ขบวน 325 ตกรางขณะวิ่งอยู่ระหว่างสถานี ยูราสะและสถานี นากาโอกะ อุบัติเหตุครั้งนี้นับเป็นครั้งแรกที่เกิดกับขบวนรถที่กำลังวิ่งรับส่งผู้ โดยสารตามปรกติ นับแต่เปิดเส้นทางการเดินรถมาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2507

บริษัทรถไฟ East Japan ได้แต่งตั้งคณะกรรมการขึ้นเพื่อทำการสอบสวนและศึกษากรณีเกิดอุบัติเหตุ โดยได้แบ่งการศึกษาเป็น 3 กรณี คือ สถานที่ขบวนรถตกราง กลไกที่ทำให้ขบวนรถตกราง และพฤติกรรมของขบวนรถหลังตกราง ทั้งนี้โดยมีวัตถุประสงค์ที่จะทำความเข้าใจสาเหตุของการเกิดเหตุการณ์เพื่อ หาวิธีการป้องกันอุบัติเหตุที่อาจเกิดขึ้นในลักษณะเดียวกันอีก

ผลการศึกษา แบ่งเป็น 2 ส่วน คือ การตรวจสอบกลไกที่ทำให้ขบวนรถตกรางและมาตรการป้องกันการตกราง

 

  1. กลไกที่ทำให้เกิดการตกราง

สภาพความเสียหายได้ถูกนำมาศึกษา  สาเหตุของการตกราง ลักษณะอาการของตู้โดยสารหลังจากตกราง จนกระทั่งหยุดวิ่งได้ถูกคาดคะเน  ความถูกต้องของการคาดคะเนได้รับการยืนยันจากการจำลองสถานการณ์ (Simulation)  ผลของการศึกษาการตกรางของรถไฟความเร็วสูง โจเอซึ ชินคังเซน โตคีขบวน ที่ 325 พบว่าความเสียหายและการทรุดตัวของโครงสร้างที่เกิดจากแผ่นดินไหวมีเพียงเล็ก น้อย และไม่เป็นสาเหตุที่จะทำให้เกิดการตกราง ดังนั้นจึงได้มีการคาดคะเนว่าการตกรางมาจากสาเหตุของแผ่นดินไหวที่มีผลกระทบ กับตัวรถโดยตรง  ผลจากการจำลองสถานการณ์ (Simulation) พบว่าการรถสั่นสะเทือนของตัวรถอยู่ต่ำกว่าจุดศูนย์ถ่วงของตัวรถหลังเกิดแผ่น ดินไหว จึงทำให้ขบวนรถตกราง

1.1.         ภาพรวมที่ทำให้เกิดความเสียหาย

1.1.1.    แผ่นดินไหวเกิดขึ้นในวันที่ 23 ตุลาคม 2004 เวลา 17.56 น.

1.1.2.    ค่าสูงสุดที่สังเกตุได้จากบริษัท JR East มีค่า 846 gal

1.2.         สภาพของความเสียหาย

1.2.1.    คอนกรีตในอุโมงค์เสียหาย

1.2.2.    ตอม่อสะพานเสียหาย

1.2.3.    Slab track ชำรุด

1.2.4.    ทางยกระดับเสียหาย

1.2.5.    เสาไฟฟ้าเอียง

1.2.6.    อุปกรณ์ละลายหิมะและอุปกรณ์อื่นเสียหาย

1.2.7.    รถขบวน 325 ตกราง

derailment

1.3.         การศึกษาและวิเคราะห์

1.3.1.    ความเสียหายของตู้โดยสาร

1.3.2.    ความเสียหายของของราง

1.3.3.    ความเสียหายของโครงสร้าง

1.3.4.    ร่องรอยของการตกราง

1.3.5.    สารตกค้างในที่เกิดเหตุ

1.3.6.    พื้นดินบริเวณใกล้เคียงโดยเจาะสำรวจ และอื่นๆ

1.4.         การประมาณสถานการณ์การตกราง

1.4.1.    เพลาล้อตกราง 11 เพลาเนื่องจากแผ่นดินไหว

เมื่อเวลา 17.56.06 เพลาที่ 4 ของรถคันที่ 10 ตกรางก่อนตามด้วยการตกรางอีก 4 ครั้งในขณะมีการเคลื่อนตัวในแนวขวาง ในช่วงเวลา 4-5 วินาที รวมแล้วตกรางทั้งหมด 11 เพลาล้อ จากทั้งหมด 40 เพลาล้อ

1.4.2.    ตกรางเพิ่มอีก 11 เพลาล้อ  เมื่อรางหักเนื่องจากถูกล้อที่ตกรางกระแทก

หลังจากการตกรางครั้งที่ 4 เพลาล้อที่ 2, 3, และ 4 ของรถคันที่ 4 หล่นลงไปในราง รถยังวิ่งต่อในขณะที่รางซ้ายขวาถูกดันแยกออกจากกัน ทำให้เพลา 8 เพลาล้อซึ่งเป็นของรถคันที่ 1 และคันที่ 2 ตกรางตามมา รวมแล้วตกรางทั้งหมด 11 เพลาล้อจากทั้งหมด 40 เพลาล้อ

1.4.3.    ฉนวนที่รางแตก

เมื่อกาวยึดฉนวนที่รางหลุดออกรถคันสุดท้าย (คันที่ 1) จึงถูกบังคับให้เอียงเข้าไปในช่องของทางตรงข้าม

1.4.4.    ขบวนรถยังถูกประคองไปตามทางหลังตกราง ผลคืออยู่ในท่าปกติจนกระทั่งหยุด

เนื่องจากขบวนรถยังเคลื่อนที่ไปตามรางโดยอาศัยส่วนของล้อและโบกี้บังคับ ขบวนรถจึงบังคับอยู่ในท่าปกติจนกระทั่งหยุด

1.5.         ผลจากโครงสร้างทางทรุด

graph1

graph2

สภาพการทรุดเอียงของทางในการวิเคราะห์การสั่นของรถ (สภาพทรุดของทาง ค่าสูง-ต่ำ) การเกิดแผ่นดินไหวทำให้ตัวสะพานและตอม่อทรุด แต่จากการคำนวนแสดงให้เห็นว่าการทรุดตัวมีผลต่อการตกรางน้อยมาก

1.6.         การใช้แบบจำลองวิเคราะห์การตกราง

considerations

ที่สะพานยกระดับ R3 ซึ่งตรวจพบว่าเป็นจุดที่เริ่มตกราง การสั่นในแนวขวางเนื่องจากแผ่นดินไหวมีค่า 700 gal ผลจากแบบจำลองการเคลื่อนไหวของตัวรถแสดงให้เห็นว่าการตกรางสามารถเกิดขึ้น ได้ด้วยเหตุที่ล้อยกลอยขึ้นพ้นราง

simulator

1.7.         ผลจากโครงสร้างทรุดตัว

ผลการวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าโครงสร้างที่เสียหายและทรุดตัวไม่น่าจะมีผล ให้เกิดการตกราง ดังนั้นการโยกตัวของโครงสร้างขณะเกิดแผ่นดินไหวจึงน่าจะมีผลทำให้ตกราง โดยการยืนยันผลจากการใช้แบบจำลอง สาเหตุที่ทำให้เกิดการตกรางสามารถเชื่อได้ว่าขบวนรถเกิดการสั่นในระดับต่ำ กว่าศูนย์ถ่วงตัวรถ หลังจากเกิดคลื่นแผ่นดินไหวที่รุนแรงจนทำให้เกิดการตกราง

  1. มาตราการป้องกันการตกราง

ความคืบหน้าในการพัฒนามาตรการ  การตกรางและการใช้มาตรการในระยะสั้น  การพัฒนาที่ทำเสร็จแล้วมี ดังนี้

ก.       กลไกของ railcar guide เพื่อป้องกันการเบี่ยงเบนไปจากรางรถในระหว่างการตกราง (เริ่มต้นใช้เมื่อปี ค.ศ. 2006)

ข.       ลดช่วงเวลาที่ระบบเบรคทำงาน  หลังจากการป้อนกระแสไฟฟ้าถูกตัด

ค.       พัฒนากาวที่ใช้ติดฉนวนกับราง

L-shap

คำอธิบายใต้รูป 1 ได้ติดตั้ง L-Shape railcar guide ไว้ใต้หม้อเพลาของโบกี้  ซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้ล้อที่พลัดตกจากรางเคลื่อนออกไปด้านข้างมากกว่าที่ ออกแบบรองรับไว้

L-shap-2

คำอธิบายใต้รูปที่ 2  เมื่อเกิดแผ่นดินไหว  กระแสไฟฟ้าจะถูกตัด และระบบได้ถูกออกแบบให้ระบบเบรคฉุกเฉินทำงาน  และระบบใหม่ที่พัฒนาขึ้นจะทำให้ช่วงเวลาที่การตัดไฟและระบบเบรคทำงานจะสั้น ลง

ijpoint

คำอธิบายใต้รูปที่ 3  ได้มีการพัฒนากาวที่ใช้ติดฉนวนกับรางให้มีความแข็งแรงและไม่ชำรุดเมื่อถูกล้อที่ตกรางมาเบียด

 

ส่วนมาตการป้องกันที่อยู่ในระหว่างการศึกษาและพัฒนาออกแบบรางเพื่อป้องกันรถพลิกคว่ำ

picij

ใต้รูปที่ 4  อุปกรณ์การป้องกันรถพลิกคว่ำ มี 2 หน้าที่  คือ จำกัดการเคลื่อนที่ออกด้านข้างของราง  เมื่อล้อที่ตกรางเบียดออกด้านข้างนั่นคือ ทำให้รางแข็งแรงมากขึ้นและป้องกันไม่ให้รางหัก

 

 

Share