Ngày 3-6-1998, một đoàn tàu cao tốc Inter-City Express (ICE) hiện đại của Đức chạy tuyến Munich - Hamburg lướt qua vùng nông thôn yên bình với vận tốc 200km/h. Đối với 287 người trên tàu, hành trình sắp kết thúc trong cơn ác mộng. Tàu trật bánh chỉ vì một vành bánh xe bung ra. Đây là tai nạn tàu hỏa thảm khốc nhất trong lịch sử nước Đức và là thảm họa đường sắt tốc độ cao kinh hoàng nhất thế giới.

4 giây dẫn tới thảm kịch lật tàu

Thế hệ tàu cao tốc mới ICE do Tập đoàn Đường sắt quốc gia Đức (Deutsche Bahn) quản lý bắt đầu hoạt động từ năm 1985. Tàu chạy với vận tốc thông thường dưới 200 km/h trên các tuyến đường hiện hữu và lên tới 280km/h trên các tuyến đường sắt cao tốc mới xây dựng. Sau đó, các tuyến tàu ICE đã được mở rộng khắp nước Đức và các nước láng giềng Thụy Sĩ, Áo, Bỉ, Hà Lan. Hàng trăm ngàn hành khách đi đến nơi về đến chốn an toàn cho đến ngày định mệnh 3-6-1998.

Buổi sáng hôm ấy, đoàn tàu ICE 884 Wilhelm Conrad Rontgen với đầu máy kéo 12 toa (gồm các toa hành khách, toa dịch vụ, toa nhà hàng và đầu máy đuôi) dừng tại Hanover lúc 10h30 rồi tiếp tục hành trình về ga cuối Hamburg. Gần 11h, khi còn cách thị trấn Eschede (bang Lower Saxony) 6,5km, một vành bánh xe tại toa hành khách đầu tiên bung ra đâm thủng sàn tàu kẹt cứng ở đó. Hành khách thông báo nhưng trưởng tàu muốn tự mình kiểm tra trước khi ra quyết định dừng tàu.

Tàu chạy thêm 3,2km nữa đến địa điểm các đường ray chuyển hướng. Vành bánh xe bị kẹt đã vướng thanh bảo vệ đường ray chuyển hướng kéo nó tách rời tà vẹt. Thanh ray đâm xuyên qua sàn toa tàu đầu và làm tàu trật bánh. Một bánh xe đập vào cần gạt đường ray chuyển hướng thứ hai làm thay đổi hướng. Trục sau của toa thứ ba chuyển sang đường ray song song khiến toa tàu quay một góc vuông với đường ray và thúc toa lao vào trụ cầu vượt nặng 30 tấn ngay sau đường ray chuyển hướng thứ hai. Cầu vượt đổ ụp lên tám toa sau.

Quang cảnh hỗn loạn chết người xảy ra chỉ vỏn vẹn bốn giây. Toa số 4 bị trật bánh do toa số 3 lệch hướng đột ngột đã chui vào dưới cầu va vào bờ kè giết chết ba nhân viên đường sắt đang làm việc ở đó. Toa số 5 đi qua dưới cầu lúc cầu sập và bị đè bẹp. Các toa còn lại tông vào cây cầu bị sập và gãy ra theo hình zíc zắc.

Hành khách nghe nhiều tiếng động bất thường nhưng lại không kích hoạt thiết bị dừng khẩn cấp. Toa đầu dừng lại cách thị trấn Eschede khoảng 2km. Đến 11h07, tình trạng khẩn cấp nghiêm trọng được ban bố. Hơn 1.000 nhân viên cứu hộ được điều động đến hiện trường. Bất chấp mọi nỗ lực cứu hộ, vẫn có 101 người thiệt mạng và 88 người bị thương nặng.

Những người sống sót và gia đình các nạn nhân thiệt mạng đã cáo buộc Tập đoàn Đường sắt quốc gia Đức không quan tâm tới độ bền mỏi của vật liệu trong những lần kiểm tra bánh xe trước đó nên tai nạn mới xảy ra và không bồi thường thỏa đáng cho họ.

Nguyên nhân nào dẫn tới tai nạn kinh hoàng?

Theo trang ResearchGate, Viện Fraunhofer về độ bền kết cấu và độ tin cậy của các hệ thống tại Darmstadt (Đức) được giao nhiệm vụ điều tra tai nạn. Viện nghiên cứu đã trình bày 300 trang lời khai của các chuyên gia và 300 trang tài liệu tham khảo, cuối cùng kết luận nguyên nhân tai nạn là do sử dụng sai thiết kế bánh xe.

Các đoàn tàu ICE thế hệ đầu dùng bánh xe đúc nguyên khối. Thiết kế này có thể dẫn đến tình trạng mỏi kim loại và biến dạng gây chấn động rung khi tàu chạy với vận tốc cao. Sau đó, bánh xe được bổ sung thêm vòng giảm chấn cao su dày 20mm giữa vành bánh xe bằng thép và thân bánh xe. Thiết kế mới làm giảm độ rung nhưng lại làm yếu bánh xe. Chính độ mòn thông thường trong vận hành của vành bánh xe sửa đổi đã làm vành bung ra.

Ngoài ra còn có quy trình của Tập đoàn Đường sắt quốc gia Đức. Nếu tàu dừng lại ngay khi bánh xe bị vỡ, tai nạn có thể tránh khỏi. Nhưng theo quy trình, trưởng tàu phải đi kiểm tra rồi mới có thể dừng tàu. Hành khách cũng có thể kéo phanh khẩn cấp để dừng tàu nhưng không ai làm vậy.

Viện Fraunhofer đã nhận ra tám vấn đề gây ra tai nạn như sau:

* Thiết kế bánh xe không phù hợp: bánh xe đệm cao su được sử dụng tốt trên xe điện nhưng không phù hợp với tàu cao tốc ICE có tải trọng nặng hơn.

* Lấy di sản làm cơ sở kiểm tra thiết kế: thiết kế vành - bánh xe của tàu cao tốc ICE là thiết kế kế thừa từ xe điện. Bài học rút ra là phải bảo đảm thiết kế kế thừa phù hợp với môi trường vận hành hiện tại.

* Thử nghiệm không đầy đủ: Đức không đủ cơ sở vật chất để thử nghiệm thiết kế mới của bánh xe khi vận hành đầy đủ (ứng suất, độ mỏi, sự lan truyền vết nứt), do đó chỉ dựa trên phân tích và lý thuyết. Các thử nghiệm hạn chế không tính đến các động lực lặp đi lặp lại phát sinh do hao mòn kéo dài, tải trọng cực lớn và hoạt động ở tốc độ cao.

* Quyết định bảo trì vận hành: từ năm 1992, Viện Fraunhofer đã lo ngại độ bền mỏi kim loại có thể làm hỏng vành bánh xe và cảnh báo không nên vận hành khi bánh xe mòn dưới 88cm đường kính (tình trạng như mới là 92cm). Tập đoàn Đường sắt quốc gia Đức lại quy định độ mòn bánh xe là 85,4cm. Bánh xe bị hỏng có đường kính 86,2cm.

* Mỏi vành bánh xe xuất phát từ các hiện tượng gồm ứng suất do vành bánh xe bị dẹt thành hình elip, các vết nứt khó thấy trong vành bánh xe, vành mỏng làm tăng động lực khiến các vết nứt siêu nhỏ lớn hơn, các điểm phẳng và gờ làm tăng động lực và tốc độ mài mòn.

* Thiết kế cầu/vị trí đường ray chuyển hướng: đường ray chuyển hướng đặt gần các trụ cầu vượt đã góp phần làm tăng mức độ nghiêm trọng của tai nạn. Cầu vượt sập chỉ có hai trụ cầu mỏng chống đỡ thay vì được neo vào trụ cầu vững chắc ở hai bên cầu.

* Thiếu các tính năng thiết kế an toàn để phát hiện và phản ứng với điều kiện vận hành bất thường: nếu có các cảm biến giám sát an toàn, chúng sẽ phát hiện hiện tượng thay đổi độ rung do vành bánh xe bị hỏng, từ đó kích hoạt tàu dừng lại và/hoặc cảnh báo cho kỹ sư.

* Thiếu các chính sách, quy trình và thông tin liên lạc trong trường hợp khẩn cấp: các nhân viên tàu cao tốc ICE không được đào tạo về các chính sách, quy trình và thông tin liên lạc trong trường hợp can thiệp khẩn cấp.

Nước Đức đồng nghĩa với kỹ thuật chính xác, thế nhưng thảm kịch ngày 3-6-1998 là lời cảnh tỉnh nhắc nhở thế giới rằng ngay cả công nghệ tiên tiến nhất cũng có thể thất bại, đôi khi gây ra hậu quả tàn khốc. Do đó, điều quan trọng là phải luôn cảnh giác và cải tiến công nghệ liên tục.

Tai nạn tàu cao tốc thảm khốc ở Trung Quốc

Tai nạn thảm khốc bất ngờ xảy ra vào lúc 20h27 tối 23-7- 2011 tại đoạn đường sắt Shuangyu, thành phố Ôn Châu, tỉnh Chiết Giang, Trung Quốc.

Nguyên nhân được cho rằng tàu cao tốc D3115 đi từ Hàng Châu đến thành phố Ôn Châu thì bị sét đánh gây mất điện, phải dừng đột ngột. Trong khi đó, đoàn tàu D301 hướng Bắc Kinh - Phúc Châu cũng chạy tới đây, và tài xế không kịp xử lý đã để tàu này đâm vào đuôi tàu D3115.

Tai nạn làm 4 toa tàu D301 văng khỏi đường ray, còn tàu D3115 bị hai toa trật bánh. 35 người đã thiệt mạng, trong đó tài xế tàu D301 chết ngay tại chỗ vì bị thắng tay đâm vào lồng ngực, 210 người bị thương.

Cả Chủ tịch Trung Quốc Hồ Cẩm Đào và Thủ tướng Ôn Gia Bảo ngày đó đã yêu cầu tập trung mọi nỗ lực giải cứu hành khách và chữa trị người bị thương. Đây cũng mới là năm thứ 3 tàu cao tốc vận hành ở Trung Quốc.

Ngày 4-6-2022 vào lúc 10h30 sáng ở tỉnh Quý Châu, một tai nạn khác cũng xảy ra với đoàn tàu cao tốc D2809 khi đâm trúng chướng ngại vật trên đường ray do lở đất rơi xuống làm tàu trật bánh. Tai nạn khiến lái tàu thiệt mạng và 8 người bị thương.

______________________________________________________

Đằng sau những đoàn tàu cao tốc hiện đại là nhiều mặt tối. Công ty Đường sắt quốc gia Nhật gánh nợ. Đường sắt Trung Quốc cũng chú trọng mở tuyến hơn lợi nhuận. Trong khi đó, đường sắt tốc độ cao có thể trở thành "gà đẻ trứng vàng" cho quan tham.

Kỳ tới: Mở tuyến dàn trải, lời ít, lỗ nhiều

Thế giới làm đường sắt tốc độ cao ra sao - Kỳ 8: 'Bí quyết' phát triển đường sắt cao tốc Trung Quốc

Ngày 1-8-2008, tuyến đường sắt cao tốc đầu tiên từ thành phố Bắc Kinh đi Thiên Tân dài 117km chính thức thông xe. Đoàn tàu chuyên chở hành khách được phép chạy tốc độ 350km/h trên khổ đường 1,435m.