孫 東

（北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司西安分院，陜西 西安 710016）

1 系統(tǒng)概況

1.1 系統(tǒng)定義

單軌系統(tǒng)是一種車(chē)輛與特制軌道梁組合在一起運(yùn)行的中運(yùn)量軌道運(yùn)輸系統(tǒng)，其走行輪采用膠輪。軌道梁有鋼梁及混凝土梁2 種，其既是車(chē)輛的承重結(jié)構(gòu)，也是車(chē)輛運(yùn)行的軌道向?qū)?。單軌系統(tǒng)的類(lèi)型主要有2 種。1）車(chē)輛跨騎在單片梁上運(yùn)行的方式，稱(chēng)之為跨座式單軌系統(tǒng)。2）車(chē)輛懸掛在單根梁軌道上運(yùn)行，稱(chēng)之為懸掛式單軌系統(tǒng)。

1.2 系統(tǒng)特征

1.2.1 線路的靈活性

跨座式單軌車(chē)輛軸距小，可采用較小的曲線半徑，正線最小曲線半徑為100 m，車(chē)場(chǎng)線最小曲線半徑50 m，較小的曲線半徑可很好地適應(yīng)線路轉(zhuǎn)彎需求，大大減少了拆遷面積。走行輪為膠輪，摩擦因數(shù)較大，車(chē)輛爬坡能力強(qiáng)，可爬60‰坡度，較強(qiáng)的爬坡能力能夠可很好地適應(yīng)地形條件。

1.2.2 系統(tǒng)客運(yùn)能力

一般跨座式單軌適宜的客流能力在1～3 萬(wàn)人/h，中車(chē)長(zhǎng)客（中車(chē)長(zhǎng)客的意思是：?jiǎn)诬壙蛻?hù)的品牌名稱(chēng)）的大型雙軸跨座式單軌的客運(yùn)能力更是達(dá)到4 萬(wàn)人/h 以上，因此，跨座式單軌的系統(tǒng)的運(yùn)輸能力在中運(yùn)量軌道交通中具有更強(qiáng)的適應(yīng)性。

1.2.3 振動(dòng)噪聲

在中運(yùn)量系統(tǒng)中，跨座式單軌系統(tǒng)采用橡膠輪胎，振動(dòng)和噪聲明顯低于鋼輪鋼軌制式的車(chē)輛，在高架敷設(shè)條件下具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

1.2.4 安全疏散

車(chē)輛在區(qū)間軌道梁上故障停運(yùn)，安全疏散困難。架設(shè)中間應(yīng)急疏散平臺(tái)，有難度，并影響單軌形象[2]。

2 系統(tǒng)構(gòu)成

跨座式單軌系統(tǒng)構(gòu)成與輪軌的主要區(qū)別在于軌道結(jié)構(gòu)及車(chē)輛走形部分?？缱絾诬壪到y(tǒng)軌道結(jié)構(gòu)由導(dǎo)軌梁、支柱及道岔3 個(gè)部分組成。

2.1 軌道梁

跨座式單軌的軌道梁分為2 種。1）預(yù)制混凝土軌道梁，一般為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。2）鋼軌道梁。軌道梁是列車(chē)的運(yùn)行軌道，起承載、導(dǎo)向、穩(wěn)定車(chē)輛的作用，其制作精度要求很高。

2.2 支柱（包括托梁、基礎(chǔ)）

支柱的形式與傳統(tǒng)橋梁形式相同，有“T”形墩、倒“L”形墩、“Y”形墩和“門(mén)”形墩等，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件合理選用。

2.3 道岔

單軌道岔可以分為關(guān)節(jié)型道岔和關(guān)節(jié)可撓型道岔2 種。

3 主要技術(shù)指標(biāo)

3.1 運(yùn)輸能力

目前，國(guó)內(nèi)軌道交通系統(tǒng)能力按照24 對(duì)/h～30 對(duì)/h 控制，當(dāng)車(chē)輛編組為2～6 輛時(shí)，最大輸送能力可達(dá)1～3 萬(wàn)人/h，重慶使用的中車(chē)大型雙軸式單軌系統(tǒng)與日立大型雙軸式單軌系統(tǒng)采用8 輛編組時(shí)可達(dá)4 萬(wàn)人。具體見(jiàn)表1。

表1 國(guó)內(nèi)廠商各編組系統(tǒng)運(yùn)能

3.2 主要技術(shù)指標(biāo)

目前生產(chǎn)跨坐式單軌車(chē)輛的廠家主要有中車(chē)長(zhǎng)客、中車(chē)四方、中車(chē)大連、龐巴迪及日立等。車(chē)輛的尺寸、編組方式、轉(zhuǎn)向架、車(chē)輛軸重各有不同，軌道梁的寬度以850 mm和690 mm 為主。除龐巴迪車(chē)輛轉(zhuǎn)向架為單軸之外，其他廠家均為雙軸轉(zhuǎn)向架。中車(chē)長(zhǎng)客、龐巴迪車(chē)輛可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛及無(wú)人駕駛。項(xiàng)目可根據(jù)客流、線路的功能定位、周邊環(huán)境、城市景觀等方面綜合考慮車(chē)輛選型，造型指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 各車(chē)型技術(shù)指標(biāo)

4.1 應(yīng)急救援

疏散救援可參考已運(yùn)營(yíng)的跨座式單軌救援措施，同時(shí)考慮了4 種疏散救援方式。1）常規(guī)模式，屬于一般事故，例如個(gè)別動(dòng)力缺失、個(gè)別輪胎爆胎，可在車(chē)輛駛?cè)胲?chē)站后進(jìn)行乘客安全疏散。2）特殊模式，常規(guī)模式+牽引網(wǎng)失電或電力系統(tǒng)失效，車(chē)輛通過(guò)自帶動(dòng)力電池駛?cè)胲?chē)站后進(jìn)行乘客安全疏散。3）極少出現(xiàn)模式：特殊模式+牽引網(wǎng)失電+動(dòng)力電池全部故障，等待救援車(chē)輛或牽引車(chē)輛進(jìn)行乘客安全疏散。4）理論出現(xiàn)模式：極少出現(xiàn)模式+火災(zāi)，需立即通過(guò)疏散通道進(jìn)行乘客安全疏散，不可等待。

4.2 運(yùn)維成本

跨座式單軌系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本為15 元/km～20 元/km，與地鐵B 型車(chē)運(yùn)營(yíng)成本相當(dāng)，其運(yùn)營(yíng)成本組成及維保費(fèi)用組成與地鐵系統(tǒng)基本一致，主要是車(chē)輛維保占比高。

4.3 對(duì)城市景觀、環(huán)境的影響

4.3.1 視覺(jué)景觀效果分析

跨座式單軌整體高架結(jié)構(gòu)較為纖細(xì)，支柱結(jié)構(gòu)體量小，占用城市道路資源及空間資源較少，空間遮擋小，支柱底部地面光照充足，能夠很好地適應(yīng)城市景觀和生態(tài)環(huán)境，降低視覺(jué)沖擊力。

4.3.2 噪聲分析

單軌轉(zhuǎn)向架采用橡膠輪胎及空氣彈簧，車(chē)體振動(dòng)小，運(yùn)行噪聲低于鋼輪鋼軌，車(chē)內(nèi)噪聲符合2 點(diǎn)要求。1）車(chē)速60 km/h 的速度運(yùn)行時(shí)，乘客室內(nèi)的允許噪聲不大于66 dB（A）。2）車(chē)輛內(nèi)噪聲測(cè)試方法符合GB/T 14892 的規(guī)定。

4.3.3 環(huán)境污染分析

跨座式單軌車(chē)輛采用電力接觸網(wǎng)提供動(dòng)力，不產(chǎn)生燃燒廢氣，對(duì)生態(tài)環(huán)境不會(huì)造成廢氣污染，同時(shí)由于它的建造運(yùn)營(yíng)，減少了汽車(chē)走行的數(shù)量，從而減少了汽車(chē)尾氣的環(huán)境污染。

4.3.4 成本效益適應(yīng)性

地鐵每公里造價(jià)6～8 億元，輕軌需要3～5 億元。懸掛式跨坐式單軌每公里只需要投入2～3.5 億元，每小時(shí)最高可以運(yùn)載3.0 萬(wàn)人次，在中運(yùn)量級(jí)有一定的性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)，適合中小城市作為主要的軌道交通工具。

5 跨座式系統(tǒng)的適應(yīng)性分析

5.1 功能定位適應(yīng)性

單軌系統(tǒng)為中運(yùn)量系統(tǒng)，在大編組情況下，甚至可達(dá)到大運(yùn)量等級(jí)。按照線路的功能定位，其可作為特大城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)中其不適用于特大城市骨干線及市域內(nèi)長(zhǎng)大線路。

5.2 建設(shè)條件適應(yīng)性

跨座式單軌的敷設(shè)方式以高架為主，特殊條件下也可在地面或地下敷設(shè)。由于其具有轉(zhuǎn)彎半徑小、爬坡能力強(qiáng)的特點(diǎn)，能較好地適應(yīng)城市地形、山嶺地形和濱江地形等。因此，相對(duì)于地鐵系統(tǒng)，單軌系統(tǒng)工程地形實(shí)施條件適應(yīng)性較強(qiáng)，但是從工程實(shí)施的難易程度和工程投資方面考慮，在已經(jīng)建成并設(shè)置中央分隔帶的道路敷設(shè)較為理想，梁場(chǎng)選擇應(yīng)盡量滿(mǎn)足軌道梁大件梁體運(yùn)輸條件的場(chǎng)地和道路條件。

5.3 敷設(shè)方式適應(yīng)性分析

跨座式單軌一般宜以高架敷設(shè)為主。敷設(shè)方式可選擇在路中或路側(cè)，并與道路橫斷面功能分配協(xié)調(diào)，敷設(shè)廊道紅線寬度一般不小于30 m。

5.4 環(huán)境條件適應(yīng)性

跨坐式單軌敷設(shè)方式大多采用高架形式，其采用橡膠輪胎，即使是在最高速度條件下運(yùn)行，車(chē)輛自身產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲也很低，對(duì)于沿線建筑物的影響較低。根據(jù)重慶已運(yùn)營(yíng)單軌測(cè)試結(jié)果，單軌交通系統(tǒng)的橡膠輪胎車(chē)輛運(yùn)行時(shí)，自身產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)鋼輪鋼軌系統(tǒng)，能夠滿(mǎn)足城市區(qū)域環(huán)境噪聲二類(lèi)以上標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，由于單軌軌道梁及支柱體量小，線路通透性較好，對(duì)城市景觀具有較好的適應(yīng)性。

6 結(jié)論

構(gòu)建多種層次、多種制式、快慢結(jié)合的軌道交通系統(tǒng)是對(duì)城市交通圈層發(fā)展特點(diǎn)的積極響應(yīng)，是軌道交通根據(jù)都市圈有序發(fā)展的必然要求和結(jié)果。該課題通過(guò)分析跨坐式單軌的系統(tǒng)構(gòu)成、主要技術(shù)指標(biāo)以及運(yùn)營(yíng)特征，提出其在軌道交通領(lǐng)域的定位。從功能定位、建設(shè)條件、敷設(shè)方式和建設(shè)環(huán)境等方面，研究了跨坐式單軌在城市軌道交通中的適應(yīng)性。其轉(zhuǎn)彎半徑小、爬坡能力強(qiáng)，一般以高架為主，適用于特大城市、大城市軌道交通線網(wǎng)中的加密線、局域線、輔助線和填充線等，也適用于中、小城市的骨干線路和加密線路。