Inledning

Syftet med värderingen är att genomföra en 3:je partsgranskning av NSBs tekniska rapport «Gjennomførte undersøkelser i forbindelse med Lillestrømulykken» 27.11.2000 av Henning Brustad. Omfattningen specificeras i ett mandat från den Regjeringsoppnevnte undersøkelseskommisjonen etter togulykken på Lillestrøm stasjon 5. April 2000, Oslo 20 desember 2000 / Vibecke Groth.

Mandatet omfattar följande punkter:

• Er rapporten komplett vedr. vedtatte undersøkelser, målinger, beregninger og konklusjoner, eller er der fortsatt noen åpne problemstillinger?

• Ville ulykken ha skjedd hvis tog 5781 hadde teoretisk bremseevne og redusert bremsetrykk?

• Ville ulykken ha skjedd hvis tog 5781 hadde faktisk bremseevne og normalt bremsetrykk?

• Hvilken effekt ville bruk av lokomotivets direktebremse gitt?

• Vurdering og kommentarer til de konklusjoner som gis i rapporten.

• I tillegg ber kommisjonen Sven A Eriksson særlig å vurdere muligheten for om det kan ha vært ispropp i hovedbremseledningen.

Värdering

Arbetet har utförts med förutsättningen att innehållet i varje deldokument är korrekt och att mätmetoder och beräkningar som använts är rätt utförda eftersom dessa utförts under övervakning av kommisjonen och politiet. Under varje punkt har emellertid använd metod och trovärdigheten i resultaten värderats.

Er rapporten komplett vedr. vedtatte undersøkelser, målinger, beregninger og konklusjoner, eller er der fortsatt noen åpne problemstillinger?

Rapporten har granskats och funnits innehålla alla rimliga undersökningar, mätningar och beräkningar som bör genomföras med avseende på den sannolika olycksorsaken.

Ville ulykken ha skjedd hvis tog 5781 hadde teoretisk bremseevne og redusert bremsetrykk?

Man kan konstatera att medelbromskraften i 17 o/oo-fallet ligger på 160 kN. Detta motsvarar den faktiska bromskraften med det reducerade huvudledningstrycket. Skulle bromsande kraft motsvara den korrekt motsvarande bromsvikten kan man räkna med ett tillskott på (77–57)/100*0,86 m/s² där 77 resp. 57 är bromstal och 0,86 en omräkningsfaktor. Beräkningen bygger på erfarenhet och praxis under förutsättning att bromssystemet arbetar under normala förutsättningar. Detta skulle ge drygt 100 kN ytterligare bromskraft och från 102 km/h ge en bromsväg på runt 1300 m, vilket teoretiskt skulle kunna förhindra olyckan. Frågan går emellertid ej att besvara på grund av att beräkningarna ovan innehåller stora osäkerheter eftersom styrventilens funktion vid låga huvudledningstryck inte är definierad. Av denna anledning är det omöjligt att i efterhand avgöra hur fördelningen av bromskraft hade blivit mellan de olika vagnarna och mellan lastade och tomma vagnar i tog 5781. Detta har nämligen betydelse för hur stor ökad bromskraft man skulle erhålla. Karaktäristiken för hur gjutjärnsblock bromsar för olika blockkrafter innebär att variationer i en stor blockkraft har mindre inverkan på den bromsande kraften än för små blockkrafter. För fordon med låg retardation som befinner sig i stora fall ger små förändringar i bromsförmågan stora förändringar i bromsvägen.

Min bedömning är att kollisionen inte hade undvikits, men att risken för allvarliga materiella skador på tankvagnarna hade reducerats.

Ville ulykken ha skjedd hvis tog 5781 hadde faktisk bremseevne og normalt bremsetrykk?

Den reducering i bromsad vikt som rapporten beskriver skulle om bromsförmågan på tåget i övrigt var i ordning och hastigheten inom tillåtna gränser på sin höjd ha förlängt bromsvägen till en stoppunkt bortom infartsignalet till Lilleström, men inte ha orsakat kollisionen med tåg 5713.

Hvilken effekt ville bruk av lokomotivets direktebremse gitt?

Utgår man från att den bromsande kraften på 160 kN ökas med 67–32,6 kN, vilket motsvarar den ökning som ansättningen av direktbromsen ger, så kommer hastigheten att vara kring 45 km/h efter 1620 m.med en utgångshastighet av 102 km/h. Bedömningen är att hastigheten vid kollisionspunkten hade reducerats till omkring 45 km/h.

Olycksorsak och ispropp

För att kunna värdera möjligheten för ispropp har materialet i NSBs rapport genomgåtts och även andra möjliga orsaker till svag bromsverkan analyserats tillsammans med körprofilen enligt hastighetsrulle. Tre olika huvudorsaker har värderats, Fall 1, 2 & 3. De alternativa händelseförlopp som skisserats, bygger på informationer som inhämtats ur rapporten och som sedan har värderats, samt vissa klarlägganden från Ingemar Pålsson.

Fall 1 Förutsättning:

Bromsprovet på Alnabru blev inte genomfört på rätt sätt eller inte alls genomfört, Huvudledningen blev inte kopplad mellan lok och första vagn.

Eftersom vagnarna inte blivit laddade och man förutsätter att snabblossningsventilen använts på alla vagnar när de kommit till Alnabru så har ingen vagn bromsen ansatt. Vagnarnas broms kan inte manövreras från loket. Lokets broms och dragkraft fungerar korrekt.

Vid omkring km 12,5 minskar hastigheten ner till strax över 30 km/t i lutningen upp mot Lörenskog. Hastighetsminskningen från 75 km/h till 35 km/h på 1000 m motsvarar en medelretardation på omkring 0,18 m/s² . Enligt uppgift har föraren inte ansatt bromsen här och ett gångmotstånd på upp mot 50 kN krävs utöver den uppförsbacke tåget befinner sig i om man räknar med en medellutning på +10 o/oo och en tågvikt på 620 ton.

I nerförslutningen på -11 o/oo vid Fjellhamar ökar hastigheten från 60 km/h till 95 km/h på 2000m, vilket motsvarar en acceleration på 0,10 m/s² . Med ett gångmotstånd på 30–50 kN skulle en acceleration i fallet endast kunna vara möjlig med anbringad dragkraft på loket. Föraren slår av dragkraftspaken i «0»-läge över Strömmen station. När hela tåget kommer ut i 17 o/oo:s fallet börjar hastigheten att öka och 100–200 m före forsignalet Sagadalen bp får han se att denna signal visar «vänta stopp». Han lägger omedelbart förarbromsventilen i nödbromsläge från det loss- och laddningsläge den intagit. Endast loket kommer att bromsa med 30–40 kN bromsande kraft.

Hastighetsminskningen från omkring 98 km/h till 78 km/h sker på 1000 m och motsvarar en medelretardation på 0,1358m/s² . Tågets bromskraft måste först kompensera fallet motsvarande 0,17 m/s² . Tågets totala bromskraft blir då 0,17m/s2+0,1358 m/s² =0,31 m/s² . Med 620 ton tågvikt motsvarar detta en bromsande kraft på 160 kN reducerat för gångmotstånd på 30kN. Detta är helt omöjligt med enbart loket som kan bromsa mellan 30–40 kN.

Fall 1 är därmed ett omöjligt alternativ och slutsatsen är att vagnarnas huvudledning kopplats in och laddats.

Fall 2 Förutsättning:

Bromsprovet på Alnabru blev genomfört på rätt sätt. Huvudledningen blev kopplad mellan lok och första vagn och alla vagnarna laddades. Täthetsprov kan ha utförts rätt, felaktigt eller inte alls. Bromsprovet påbörjades inte förrän uppladdningen var klar.

Bromsprovet utfördes på föreskrivet sätt och meddelades klart kl 00.20.

Fall 2A

Om nu föraren av någon anledning slagit ifrån strömställare kompressor skulle färden mot Lilleström kunnat påbörjas kl 00.38 utan synbarliga problem minst fram till fallet efter Fjellhamar. Trycket i Huvudluftbehållaren sjunker successivt under färden men inte under omkring 5 bar, eftersom motorkontaktorerna/högspänningsbrytaren i annat fall skulle gått i frånläge och lampa «hovedbeholder lavt trykk» skulle ha indikerat vid 6 bar huvudluftbehållar-tryck redan tidigare. Föraren hade fått klara indikationer på att något var fel och kunnat slå till strömställare kompressor. Även om han inte gjort detta hade han strax före Sagdalen bp haft full bromsverkan och olyckan hade inte skett. Vid besiktningen efter olyckan har man med foto konstaterat att strömställaren för kompressor låg i läge «Till». Fall 2A är därmed inte något realistiskt alternativ.

Fall 2B

Av någon anledning påbörjade föraren täthetsprovet eller gjorde om täthetsprovet i anslutning till att bromsprovet rapporterades klart ca kl 00.15. Vid avgång kl 00.38 glömmer föraren att avsluta täthetsprovet och färden mot Lilleström tar sin början med förarbromsventilen i spärrat eftermatningsläge. Vid tågets hastighetsreducering in mot avvik i Lörenskog har redan trycket i huvudledningen fallit ner mot 1,5–1 bar och en eller flera vagnar har börjat bromsa med en lätt blockansättning. Detta vill reducera det tänkta gångmotståndet på 50 kN i fall 1 till mer rimliga värden och står i rimlig proportion till det rapporten redovisat. Föraren har ingen annan indikering i loket än att huvudledningsmanometern visar ett mycket lågt tryck, vilket han inte uppmärksammar. Tågets hastighetsreducering in mot Lörenskog utan ansatt broms kunde kanske gett honom en antydan till att tåget gick lite trögt. Det är svårt att säga om man som förare kan ha känsla för detta.

Han använder dragkraften för accelerera upp till 95 km/h. I 17 o/oo:s fallet efter Strömmen börjar hastigheten att öka och 100–200 m innan forsignalen Sagdalen bp får han se att denna signal visar «vänta stopp». Trycket i huvudledningen har sakta sjunkit ytterligare och accelerationen blir 0,11 m/s² . Föraren upptäcker nu att förarbromsventilen ligger i «mittstilling, drar förarbromsventilens handtag till nödbromsläget och tömmer huvudledningen. Det finns då fortfarande möjlighet att tillsätta mer broms på vagnarna så att en medelretardation på 0,15m/s² uppnås. Trycksänkningen går dock relativt långsamt och betydligt långsammare än vid en tömning av huvudledningen från 5 bar. Olyckan blir ett oundvikligt faktum .

Fall 3 Ispropp Förutsättning:

Bromsprovet på Alnabru blev genomfört på rätt sätt. Huvudledningen blev kopplad mellan lok och första vagn och alla vagnarna laddades.

Fall 3A

Ut ifrån Grorud har vid tvättning av loket eller vid rengöring av frontrutorna på något sätt huvudledningsslangen fyllts med vatten. Slangen är normalt upphängd uppåt med en blindkoppling. När bromsprovaren ska koppla mot första vagnen rinner vattnet ut. Bromsprovaren kan inte undgå att märka detta och någon ispropp kan inte bildas.

Fall 3B

Mellan vagn 1 och 2 står vatten i lägsta punkten nere vid kopplingsnävarna så att ett vattenlås har bildats. När tåget börjar laddas kommer 5 barstrycket från loket att trycka iväg vatten i huvudledningsrören på vagn 2. Vattendropparna fäster som små droppar och fryser mot rörets ytterkanter. Huvudledningsrörens tvärsnittsarea påverkas minimalt och vattnet kan inte bilda någon ispropp.

Fall 3C

Mellan vagn 1 och 2 har tidigare vatten i lägsta punkten nere vid kopplingsnävarna bildat ett vattenlås som har frusit till en ispropp. Detta medför att bromsprovet inte kan genomföras med godkänt resultat och strider mot huvudförutsättningen i Fall 3.

Fall 3D

Mellan vagn 1 och 2 har tidigare vatten i lägsta punkten nere vid kopplingsnävarna bildat ett vattenlås som har börjat att frysa till en issörja. Laddningstrycket på 5 bar smetar ut issörjan längs kopplingsslangens innervägg och fryser. Slangens tvärsnittsarea påverkas något mer än vid fall 3B men får i det närmaste minimal inverkan på luftflödet. Efter avgång från Alnabru slits isflagor loss utav slangens rörelse under gång och lägger sig i lägsta punkten i kopplingsnävarna. Vid tömningen av huvudledningen vid Sagadalen far dessa isflagor fram i huvudledningen mot vagn 1 men smulas sönder i mindre bitar och fastnar i huvudledningsrörets väggar. Dessa kan inte på något avgörande sätt minska tvärsnittsarean till under 5 % av den ursprungliga.

Fall 3E

Lokets torkanläggning fungerar inte och kompressorn lämnar stora mängder kondensat ut i huvudbehållarsystemet och vidare ut i huvudledningssystemet. Fuktigheten fälls först ut i efterkylaren och sedan vidare i de 4 huvudbehållarna. Risken är mycket liten för att fukt utav större mängder ska sprida sig ut i huvudledningssystemet. På loket har daggpunktsmätning genomförts den 04.04.2000 med en daggtemp på -34°C. Risken för att loket skulle kunna ha åstadkommit en ispropp ut i huvudledningssystemet bedöms som obefintlig .

Fall 3F

I någon av de inväxlade vagnarna har det bildats en iskula som kan rulla fram och tillbaka i huvudledningen. Den har inte ställt till några problem varken för tidigare inkommet tåg till Alnabru eller påverkat bromsprovet på tåg 5781. Först när föraren ska nödbromsa vid Sagadalen far kulan mot ett metallsäte med sådan kraft att den fullständigt blockerar tömningen av huvudledningen. Möjligheten att en iskula ska kunna bildas är i stor sett obefintlig eftersom fuktighet först kondenserar mot den kallaste ytan, vilket är rörens innerväggar. Isen byggs på utifrån rörens innerväggar och in mot rörets centrum.

Fall 3G

Någonstans i de främre vagnarna har en isförträngning bildats från ett tidigare ankommet tåg till Alnabru som minskat genomsnittsarean till mindre än 5 % av den ursprungliga. Vid laddning av tåget eller vid bromsprovet har inte detta uppmärksammats som något onormalt av varken förare eller bromsprovare. Innan föraren gjort sin nødbrems vid Sagdalen har hålet helt isat igen. Eftersom föraren överhuvudtaget inte bromsat innan Sagdalen, så har luftflödet för att kompensera luftläckage i huvudledningen varit litet och dessutom har torken lämnat så torr luft att den i stället har torkat upp isen och gjort tvärsnittsarean större.

Fall 3H

En eller flera kopplingsslangar har inte varit upphängda i sina hållare utan dragit in snö i kopplingsnäven. När man laddat tåget med 5 bars tryck har snön virvlat iväg in i huvudledningen. Snön har fäst i huvudledningsrörens innervägg eller har smält och därefter fastnat och frusit i huvudledningsrörens innervägg. Mängden smältvatten för en viss volym snö är relativt liten och kan inte orsaka större påverkan på huvudledningens tvärsnittsarea än i fall 3B. Mängden snö som kan sätta sig på innerväggen kan heller inte menligt påverka huvudledningens tvärsnittsarea.

Sammanfattning av Fall 3

Sannolikheten att en ispropp skulle kunna uppstå på 0,5–1 tim som fullständigt skulle sätta igen huvudledningen om utgångsprovet är riktigt utfört bedöms som mycket liten. Man kan heller inte finna någon naturlig förklaring till att en ispropp överhuvudtaget kan bildas som kan förorsaka en bremsesvikt i den storleksordning som faktaunderlaget beskriver. Under den tid på 12 år som jag kan överblicka av SJ:s verksamhet inom bromsområdet under högst varierande vinterförhållanden, har det aldrig inträffat bremsesvikt på något godståg som skulle kunna hänföras till ispropp som fullständigt blockerat huvudledningen.

Trolig orsak till reducerad bromsverkan

Med utgångspunkt från rapporten «Gjennomførte undersøkelser i forbindelse med Lillestrømulykken» samt en del klargörande information angående tekniska frågeställningar från Ingemar Pålsson, bedöms Fall 2B som den sannolikaste orsaken till olyckan på Lilleström . Lågt huvudledningstryck är den huvudsakliga primärorsaken.

Vurdering og kommentarer til de konklusjoner som gis i rapporten

De värderingar, konklusioner och övriga kommentarer som ges i rapporten överensstämmer i sina huvuddrag med de bedömningar jag gjort.

De internationella UIC-reglerna accepterar att bromsvikter åsätts vagnar genom prov på nya vagnar och att järnvägsförvaltningen måste ha insikt i att vagnens bromsprestanda försämras under en revisionsperiod som också enligt UIC kan vara 6 år. Marginaler ligger normalt i de av varje järnvägsförvaltning framtagna s.k. bromstalstabellerna som ger gränser för vilken största tillåtna hastighet ett tåg får framföras med hänsyn tagen till lutning och bremseprosent i förhållande till signalavstånd.

För järnvägar med någon form av automatisk tågkontroll (ATS/ATC) finns normalt också vissa marginaler mot givna bremseprocent där en av parametrarna är tågets retardationsförmåga.

De i dessa dokument gjorda bedömningar och uträkningar har jag diskuterat med min kollega civilingenjör Lars Fehrlund, som är väl förtrogen med bromssystem inom järnvägen. Dessutom har Rolf Olsson hos Knorr Bremse i Lund kontaktats angående styrventilens funktion vid låga huvudledningstryck. Knorr Bremse är leverantör av de styrventiler som satt på tåget.

Sven A Eriksson

Civilingenjör

Green Cargo AB

SJ bromschef 1988–1998

Nordisk representant i UIC bromsunderkommission 1989-