楊 陽(yáng)，徐銀光，曾永平，宋曉東，鄢紅英，徐 浩

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司科研院(產(chǎn)業(yè)中心)，成都 610031)

引言

城市軌道交通系統(tǒng)按照運(yùn)量不同可分為大運(yùn)量、中運(yùn)量、低運(yùn)量3種形式，目前，跨座式單軌系統(tǒng)一般為中運(yùn)量系統(tǒng)。2004年重慶開(kāi)通國(guó)內(nèi)首條跨座式單軌線路，跨座式單軌系統(tǒng)在重慶取得了較大的成功。但由于該系統(tǒng)造價(jià)、運(yùn)維成本、運(yùn)量等問(wèn)題使其推廣應(yīng)用受到了一定的限制。對(duì)跨座式單軌系統(tǒng)與其他軌道交通制式進(jìn)行對(duì)比，探索跨座式單軌發(fā)展趨勢(shì)，提出低運(yùn)量跨座式交通技術(shù)方案，以期為跨座式單軌交通系統(tǒng)發(fā)展提供依據(jù)。

1 跨座式單軌發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用前景

1.1 跨座式單軌系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)

2004年重慶跨座式單軌線路建成，該系統(tǒng)采用橡膠輪-PC混凝土梁的型式，能夠適應(yīng)60‰坡度，造價(jià)在3億元/km左右。軌道梁采用高架形式，具有較好的景觀效果，較好地滿足了重慶市對(duì)軌道交通適應(yīng)大坡度、投資小的需求。2011年重慶跨座式單軌3號(hào)線開(kāi)通，跨座式單軌系統(tǒng)在重慶應(yīng)用效果良好[1-3]。

2010年5月初，北京S1線“環(huán)境影響評(píng)價(jià)”公示，意味著國(guó)內(nèi)首條中低速磁懸浮列車線路建設(shè)已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性論證階段。2016年5月長(zhǎng)沙磁浮快線開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，標(biāo)志著中低速磁浮系統(tǒng)正式投入工程應(yīng)用[4-5]。中低速磁浮技術(shù)的成熟應(yīng)用對(duì)跨座式單軌系統(tǒng)產(chǎn)生了較大的沖擊，兩者均屬于中運(yùn)量軌道交通運(yùn)輸工具，車體寬度均在2.8m左右，運(yùn)量相當(dāng)。磁浮列車爬坡能力更強(qiáng)，可在坡度為100‰的線路上平穩(wěn)運(yùn)行[6]；磁浮列車采用常導(dǎo)短定子驅(qū)動(dòng)技術(shù)，運(yùn)行過(guò)程中無(wú)機(jī)械接觸，可避免跨座式單軌膠輪與軌道梁摩擦產(chǎn)生的粉塵；磁浮列車具有更好平穩(wěn)性，運(yùn)行速度可達(dá)160 km/h甚至更高，是跨座式單軌系統(tǒng)運(yùn)行速度的2倍[7]。中低速磁浮軌道梁同樣采用高架的形式，不占用公共交通路權(quán)，節(jié)約用地；中低速磁懸系統(tǒng)造價(jià)為2億～3億元/km，與跨座式單軌基本相同甚至更低。由于中低速磁浮技術(shù)的成熟應(yīng)用，跨座式單軌系統(tǒng)在中運(yùn)量軌道交通制式中失去了競(jìng)爭(zhēng)力[8]。

在運(yùn)營(yíng)速度、載客量更高的市域鐵路領(lǐng)域，由于跨座式單軌交通系統(tǒng)車輛、軌道梁結(jié)構(gòu)的限制，運(yùn)行速度、載客量向上提升能力有限。顯然跨座式單軌系統(tǒng)無(wú)法滿足市域鐵路應(yīng)用需求[9-10]。在中運(yùn)量城市軌道交通制式及市域鐵路領(lǐng)域中跨座式單軌均沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)力，跨座式單軌應(yīng)在其他運(yùn)量制式中探索發(fā)展方向[11]。

在低運(yùn)量軌道交通制式中，高峰小時(shí)1萬(wàn)人運(yùn)量的軌道交通制式中能與低運(yùn)量跨座式單軌相競(jìng)爭(zhēng)的只有低地板有軌電車系統(tǒng)和懸掛式單軌系統(tǒng)。其中，低地板有軌電車系統(tǒng)是一種地面軌道交通工具，其行駛軌道通常不高出街道路面，造價(jià)約1億元/km。該系統(tǒng)一般采用獨(dú)立路權(quán)的形式，對(duì)地面公共交通資源占用較多，增加交通負(fù)擔(dān)[12]。如有軌電車采用高架形式，將會(huì)使造價(jià)大幅增高，以國(guó)內(nèi)某城市線路規(guī)劃為例，當(dāng)50%的線路采用高架形式時(shí)，造價(jià)為1.8億元/km，極其不經(jīng)濟(jì)。有軌電車若與汽車共用路權(quán)時(shí)，運(yùn)營(yíng)效率則會(huì)變得很低，失去其軌道交通本身優(yōu)勢(shì)[13-14]。

懸掛式單軌系統(tǒng)和低運(yùn)量跨座式單軌系統(tǒng)均采用高架形式，爬坡能力相同。懸掛式單軌系統(tǒng)造價(jià)在1.5億～2億元/km[15-16]。在工程量方面，由于跨座式單軌系統(tǒng)車輛在軌道梁上方行駛，而懸掛式單軌系統(tǒng)車輛在軌道梁下方行駛，因此，跨座式單軌系統(tǒng)軌道梁高度要低于懸掛式單軌系統(tǒng)軌道梁，在同等建設(shè)規(guī)模的情況下，跨座式單軌工程量少[17]。此外，懸掛式單軌系統(tǒng)軌道梁采用鋼結(jié)構(gòu)，跨座式單軌系統(tǒng)軌道梁采用混凝土結(jié)構(gòu)，且跨座式單軌系統(tǒng)道岔等設(shè)施相對(duì)簡(jiǎn)單、價(jià)格低?；炷亮合鄬?duì)于鋼梁運(yùn)營(yíng)維護(hù)更加方便。通過(guò)對(duì)低運(yùn)量跨座式單軌系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，其單位造價(jià)將會(huì)低于懸掛式單軌系統(tǒng)[18-19]。

綜上分析，跨座式單軌系統(tǒng)在低運(yùn)量軌道交通制式中具有不占用地面交通資源、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，具有絕對(duì)性優(yōu)勢(shì)，跨座式單軌系統(tǒng)應(yīng)向低運(yùn)量方向發(fā)展。

1.2 市場(chǎng)應(yīng)用前景

目前，我國(guó)已有近百個(gè)城市規(guī)劃了約3萬(wàn)km的地鐵線網(wǎng)，有200多個(gè)城市具備發(fā)展中低運(yùn)量新制式軌道交通的條件，并已規(guī)劃超過(guò)5 000 km的新制式線網(wǎng)。已獲得城市軌道交通建設(shè)項(xiàng)目批復(fù)的城市有44個(gè)，規(guī)劃新建線路總規(guī)模4 705 km，總投資計(jì)劃超2萬(wàn)億元；低運(yùn)量軌道交通產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期，行業(yè)潛力巨大。

交通運(yùn)輸與旅游融合發(fā)展已成為旅游業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的新趨勢(shì)[20]。數(shù)據(jù)顯示，全國(guó)景區(qū)景點(diǎn)中A級(jí)景區(qū)10 300多個(gè)，包括5A級(jí)259個(gè)、4A級(jí)3 034個(gè)。按每個(gè)4A級(jí)以上景區(qū)到當(dāng)?shù)亟煌屑~距離10～15 km估算，全國(guó)旅游軌道市場(chǎng)總體規(guī)模約為30 000～50 000 km，我國(guó)旅游交通發(fā)展迅速且市場(chǎng)潛力巨大，但具有高端特色的旅游軌道交通系統(tǒng)尚屬空白。

低運(yùn)量跨座式單軌系統(tǒng)可用于大型城市的補(bǔ)充線及聯(lián)絡(luò)線，中小型城市的主要公共交通線路，也可用于高端特色的旅游軌道交通線路，市場(chǎng)前景廣闊。

1.3 小結(jié)

低運(yùn)量跨座式單軌系統(tǒng)在低運(yùn)量軌道交通制式中具有極大優(yōu)勢(shì)，適用范圍廣，市場(chǎng)前景廣闊。但目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)低運(yùn)量跨座式單軌交通系統(tǒng)工程應(yīng)用及研究案例。對(duì)跨座式單軌低運(yùn)量需求進(jìn)行分析，研究低運(yùn)量跨座式單軌交通車輛轉(zhuǎn)向架、橋梁結(jié)構(gòu)、道岔等關(guān)鍵技術(shù)，確定各專業(yè)總體技術(shù)條件。研究一種系統(tǒng)的體量、工程造價(jià)和運(yùn)營(yíng)成本均大幅低于中大型跨座式單軌交通系統(tǒng)的新型低運(yùn)量跨座式單軌系統(tǒng)。

2 低運(yùn)量跨座式單軌交通需求分析

綜合分析低運(yùn)量軌道交通發(fā)展趨勢(shì)，明確跨座式單軌在低運(yùn)量軌道交通中的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力分析，研究跨座式單軌的低運(yùn)量需求，確定低運(yùn)量跨座式交通系統(tǒng)功能定位、運(yùn)能、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)等內(nèi)容。

2.1 國(guó)內(nèi)軌道交通發(fā)展趨勢(shì)分析

經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，我國(guó)城軌交通正在由以地鐵為主，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榈罔F、單軌、現(xiàn)代有軌電車、市域快軌和中低速磁浮交通等多種制式協(xié)調(diào)發(fā)展，中低運(yùn)量城市軌道交通的市場(chǎng)需求日趨旺盛。一是國(guó)內(nèi)城市軌道交通建設(shè)由經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)向欠發(fā)達(dá)地區(qū)發(fā)展，城市主城區(qū)向周邊區(qū)域延伸，由一線城市向二三線城市逐步鋪開(kāi)；二是大城市外圍新城、中等城市對(duì)中低運(yùn)量軌道交通系統(tǒng)有很大需求；三是單軌、有軌電車、市域快軌、磁浮交通等中低運(yùn)量軌道交通相較地鐵大運(yùn)量軌道交通具有投資省、工期短等特點(diǎn)，更易于實(shí)施。另外，旅游與軌道交通融合發(fā)展對(duì)中低運(yùn)量軌道交通增添了新的市場(chǎng)需求。

2.2 跨座式單軌的低運(yùn)量需求分析

傳統(tǒng)跨座式單軌基本均為中等運(yùn)量軌道交通，軸重一般約11 t，運(yùn)能一般為2萬(wàn)～4萬(wàn)人/h，投資約3.5億元/km。隨著城市經(jīng)濟(jì)和旅游業(yè)的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)跨座式單軌交通提出了低運(yùn)量的需求。主要體現(xiàn)在以下方面。

2.2.1 運(yùn)能低量化

(1)車輛定員少量化

參考地鐵車輛和公交車車輛的座椅布局、輪椅布局、車門布局等，結(jié)合相關(guān)城軌交通車輛規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，并參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)城軌車輛尺寸，梳理了低運(yùn)量跨座式可能適用的6種車體尺寸(寬/m×長(zhǎng)/m)的候選車型：2.5×12.0、2.5×10.0、2.4×12.0、2.4×10.0、2.3×10.0、2.3×8.0，開(kāi)展了6種車寬的車輛在不同站立標(biāo)準(zhǔn)(站席區(qū)的站立標(biāo)準(zhǔn)：5人/m2、6人/m2和8人/m2)下的車輛定員計(jì)算。以2.5 m×12.0 m車型8人/m2為例，地鐵式布局車輛定員為144人和公交式布局為143人兩種布局方式的列車定員差異不明顯。

(2)車輛編組短量化

根據(jù)CJJ/T114—2007《城市公共交通分類標(biāo)準(zhǔn)》，跨座式單軌交通系統(tǒng)適用于中低運(yùn)量的分類，其列車長(zhǎng)度為60～85 m，結(jié)合輕量化設(shè)計(jì)的需求，低運(yùn)量跨座式單軌列車長(zhǎng)度不宜超過(guò)60 m。

對(duì)于車長(zhǎng)12 m的車型，不宜超過(guò)5輛編組；對(duì)于車長(zhǎng)10 m的車型，不宜超過(guò)6輛編組；對(duì)于車長(zhǎng)8 m的車型，不宜超過(guò)7輛編組。

(3)系統(tǒng)運(yùn)能低量化

根據(jù)GB50458—2088《跨座式單軌交通設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，系統(tǒng)遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)最大行車密度不應(yīng)少于24對(duì)/h列車。計(jì)算輕型跨座式單軌系統(tǒng)運(yùn)能，結(jié)果顯示：采用站立定員5人/m2標(biāo)準(zhǔn)，上述6種車型的運(yùn)能為2 256～11 952人/h；采用站立定員6人/m2標(biāo)準(zhǔn)，上述6種車型的運(yùn)能為2 544～13 368人/h?？紤]到我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和旅游景區(qū)游客對(duì)舒適度的要求較高，推薦站立人員定員標(biāo)準(zhǔn)為5人/m2。

綜上所述，跨座式交通車輛采用站立定員標(biāo)準(zhǔn)5人/m2，可以滿足2 250～11 950人/h內(nèi)不同等級(jí)的運(yùn)能需求。

2.2.2 結(jié)構(gòu)輕型化

新型跨座式單軌輕量化在結(jié)構(gòu)上主要體現(xiàn)在以下方面。

車輛小型化：既有中大運(yùn)量的跨座式單軌車輛寬度基本尺寸為2.8～3.0 m，車輛外形尺寸越小越有利于下部基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)輕量化，但過(guò)小的車輛外形尺寸將會(huì)造成運(yùn)輸能力過(guò)低，且車輛寬度將會(huì)影響到座椅布置以及車上設(shè)備布置，綜合分析，本小型化跨座式單軌車輛寬度推薦為2.4 m。

軸重輕量化：既有中大運(yùn)量的跨座式單軌車輛軸重為11 t，新型低運(yùn)量跨座式單軌車輛軸重應(yīng)在滿足列車運(yùn)輸能力的前提下軸重盡量低。

橋梁輕型化：由于車輛軸重輕，軌道橋梁荷載量減少，橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可更為輕盈，跨距可適當(dāng)增大。

2.2.3 經(jīng)濟(jì)合理化

新型跨座式單軌輕量化的經(jīng)濟(jì)合理化主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

(1)土建工程投資降低：車輛小型化和軸重輕量化，引起軌道橋梁結(jié)構(gòu)輕型化，梁跨增大，限界變小，最終體現(xiàn)為土建投資降低。

(2)機(jī)電設(shè)備配備優(yōu)化：低運(yùn)量的跨座式單軌主要運(yùn)用在地形復(fù)雜的中等城市城郊線和旅游線，其客流量不大，運(yùn)營(yíng)的行車密度不高，對(duì)機(jī)電系統(tǒng)的配置要求也較高密度的地鐵系統(tǒng)有所降低。只有合理地配備與運(yùn)營(yíng)需求相匹配的機(jī)電系統(tǒng)，簡(jiǎn)約化配置，才能進(jìn)一步有效降低工程投資。

綜上所述，新型低運(yùn)量跨座式交通的需求主要體現(xiàn)在運(yùn)能低量化、結(jié)構(gòu)輕型化、經(jīng)濟(jì)合理化三方面。要滿足低運(yùn)量需求，并非簡(jiǎn)單將中大型車輛按比例縮小，而是設(shè)計(jì)新的車輛、轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)形式，在保證爬坡大、轉(zhuǎn)彎半徑小、安全等前提下實(shí)現(xiàn)車輛輕量化、配套設(shè)施簡(jiǎn)約化，繼而優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)、道岔等核心部件，降低工程投資和后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本。

3 低運(yùn)量跨座式交通技術(shù)方案

由于低運(yùn)量跨座式單軌系統(tǒng)行車、線路、限界、供電、通信、信號(hào)、車輛基地等技術(shù)條件與傳統(tǒng)中大型跨座式單軌系統(tǒng)差異較小，主要對(duì)車輛、橋梁結(jié)構(gòu)、道岔等核心部件進(jìn)行重點(diǎn)研究，其他專業(yè)在此不再贅述。

3.1 車輛

3.1.1 車輛編組方案

列車的連接形式主要有鉸接和非鉸接形式，鉸接形式如圖1所示，兩車輛共用一個(gè)轉(zhuǎn)向架，通過(guò)鉸接形式連接。對(duì)于n輛編組的列車有n+1個(gè)轉(zhuǎn)向架，較非鉸接形式的列車減少n-1個(gè)轉(zhuǎn)向架。

圖1 鉸接結(jié)構(gòu)示意

使用鉸接結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)點(diǎn)是減少了轉(zhuǎn)向架數(shù)量，列車不再需要車鉤緩沖裝置，提高列車的曲線通過(guò)性能。

本研究提出了鉸接形式的4編組，非鉸接形式的3編組車輛方案，如圖2所示。其他編組形式可在上述編組形式的基礎(chǔ)上增減車體數(shù)量實(shí)現(xiàn)。列車主要技術(shù)參數(shù)列于表1。

圖2 列車編組

表1 列車主要技術(shù)參數(shù)

3.1.2 轉(zhuǎn)向架方案

鉸接轉(zhuǎn)向架如圖3所示，主要由構(gòu)架、驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置、中央懸掛裝置、走行輪總成、導(dǎo)向輪總成、穩(wěn)定輪總成等部分組成。鉸接結(jié)構(gòu)主要包括MC1車體連接臂、MC車連接臂、環(huán)軸承、搖枕等部件。其中，沙漏簧位于構(gòu)架垂向支撐梁兩端，搖枕坐落于沙漏簧上。環(huán)軸承坐落于搖枕中央，其中，內(nèi)環(huán)、外環(huán)、中環(huán)通過(guò)螺栓與搖枕緊固連接。外環(huán)通過(guò)MC車連接臂與MC車連接，內(nèi)環(huán)通過(guò)MC1車連接臂與MC1車連接。當(dāng)車輛過(guò)彎時(shí)，兩相鄰車體(如MC1車與MC車)通過(guò)MC1車連接臂、MC車連接臂帶動(dòng)環(huán)軸承內(nèi)外環(huán)形成相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，以便順利通過(guò)曲線線路。

圖3 鉸接式單軌轉(zhuǎn)向架

非鉸接轉(zhuǎn)向架靠旁承支撐車體(圖4)，無(wú)環(huán)軸承及連接臂裝置，其余與鉸接式單軌轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)相同。包含構(gòu)架、2套牽引傳動(dòng)系統(tǒng)、2套走行輪裝置、1套鉸接式牽引懸掛裝置，側(cè)布式導(dǎo)向輪裝置等；構(gòu)架呈“日”字形，端部橫梁掛有4套導(dǎo)向輪裝置，中間橫梁裝有1套鉸接式的牽引懸掛裝置，側(cè)邊的垂向梁掛有2套導(dǎo)向輪裝置，構(gòu)架中空處掛有2套牽引電機(jī)及齒輪箱，且制動(dòng)盤及制動(dòng)裝置直接套于電機(jī)軸上，牽引電機(jī)對(duì)角布置。

圖4 非鉸接單軌轉(zhuǎn)向架

3.2 橋梁

3.2.1 并置軌道梁

目前，已通車運(yùn)營(yíng)及正在施工中的跨座式單軌交通工程均采用矩形或工字形軌道梁，支座采用價(jià)格高昂的鑄鐵抗拉支座，如圖5(a)所示，其中，鑄鐵抗拉支座占橋梁總投資比例極高[21]。從降低工程造價(jià)的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)提出了在兩并置的軌道梁間設(shè)置端橫梁的結(jié)構(gòu)，如圖5(b)所示。該結(jié)構(gòu)可以避免采用價(jià)格昂貴的鑄鐵抗拉支座，使用普通球形支座即可滿足工程設(shè)計(jì)要求，有效降低工程費(fèi)用。結(jié)合車輛特點(diǎn)，對(duì)軌道梁結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行優(yōu)化，軌道梁截面尺寸為700 mm×1500 mm，橋跨布置優(yōu)先采用30 m簡(jiǎn)支梁，曲線段標(biāo)準(zhǔn)跨采用25 m簡(jiǎn)支梁，20 m簡(jiǎn)支梁作為調(diào)跨使用。

圖 5 重慶輕軌高架橋

3.2.2 梁上梁結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)上層為承軌梁、下層為橋梁結(jié)構(gòu)。下層梁部為橋梁的主要受力部分，上層承軌梁主要將列車的豎向荷載傳遞至下部橋梁結(jié)構(gòu)，如圖5(b)所示。承軌梁高度僅需滿足車輛限界要求即可。承軌梁為跨座式單軌車輛的走行直接接觸部分，軌道超高及梁體扭轉(zhuǎn)要求可通過(guò)調(diào)整承軌梁的兩個(gè)腹板方便地實(shí)現(xiàn)。承軌梁施工可以待下部梁體施工完成后，再在梁上立模澆筑承軌梁，承軌梁的施工精度易于保證。

3.2.3 橋墩方案

參考重慶跨座式單軌和汕頭比亞迪跨座式單軌試驗(yàn)線工程的橋墩結(jié)構(gòu)形式，再結(jié)合景觀效果，確定采用板式墩，墩頂設(shè)置蓋梁。板式墩順橋向兩側(cè)采取挖槽增加立體效果，墩的四角設(shè)半徑R=100 mm圓弧導(dǎo)角，蓋梁采用梯形截面形式。如圖6所示。

圖6 橋墩結(jié)構(gòu)形式(單位：mm)

3.3 道岔

根據(jù)道岔結(jié)構(gòu)形式不同，跨座式單軌道岔主要有關(guān)節(jié)型道岔、關(guān)節(jié)撓型道岔、平移型道岔、樞軸型道岔、換梁型道岔和轉(zhuǎn)動(dòng)式道岔。不同道岔形式如圖7所示。

圖7 跨座式單軌道岔結(jié)構(gòu)形式

對(duì)不同形式的道岔優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行綜合分析，對(duì)于低運(yùn)量跨座式單軌，平移式道岔、換梁型道岔、關(guān)節(jié)可撓型道岔和轉(zhuǎn)動(dòng)式道岔均為可行的道岔結(jié)構(gòu)，平移式道岔和換梁型道岔在橫向上占用空間大；轉(zhuǎn)動(dòng)式道岔對(duì)橋墩高度要求較高，且實(shí)現(xiàn)難度較大；關(guān)節(jié)可撓型道岔在重慶跨座式單軌中服役性能良好，具有較好的安全性、可靠性并能保證列車運(yùn)行的平穩(wěn)性，且關(guān)節(jié)可撓型道岔對(duì)線間距的適應(yīng)性更強(qiáng)，因此，推薦采用關(guān)節(jié)可撓型道岔方案。

關(guān)節(jié)可撓型道岔主要由道岔梁、接縫板、連接裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、鎖定裝置、臺(tái)車、走行軌、道岔固定端轉(zhuǎn)動(dòng)裝置和控制裝置組成，如圖8所示。

圖8 關(guān)節(jié)可撓型道岔組成

為適應(yīng)新型低運(yùn)量跨座式單軌橋梁的跨度及截面型式，單開(kāi)道岔理論長(zhǎng)度(梁縫中心線間距離)30 m，曲線半徑為189 m。道岔的最高側(cè)向通過(guò)速度為25 km/h，直向通過(guò)速度與區(qū)間直線通過(guò)速度相同，道岔線型如圖9(a)所示。單渡線道岔理論長(zhǎng)度(梁縫中心線間距離)60 m，由兩組單開(kāi)道岔梁拼接而成，在渡線道岔中部設(shè)置門式橋墩。曲線半徑為189 m。道岔的最高側(cè)向通過(guò)速度為25 km/h，直向通過(guò)速度與區(qū)間直線通過(guò)速度相同，道岔線型如圖9(b)所示。

圖9 關(guān)節(jié)可撓型道岔線型參數(shù)(單位：mm)

4 低運(yùn)量跨座式單軌交通模擬設(shè)計(jì)研究

通過(guò)對(duì)低運(yùn)量跨座式單軌交通關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)性的研究，明確了低運(yùn)量跨座式單軌交通主要專業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。為驗(yàn)證總體技術(shù)方案，以國(guó)內(nèi)某懸掛式線路為例，開(kāi)展模擬設(shè)計(jì)，綜合分析造價(jià)指標(biāo)。

該線路全長(zhǎng)11.302 km，均采用高架敷設(shè)，共設(shè)置4座車站，其中，1座換乘站，平均站間距為3.168 km。設(shè)置1座車輛基地。

列車采用低運(yùn)量跨座式單軌列車，初、近、遠(yuǎn)期均為2輛固定編組，最高運(yùn)行速度為80 km/h。

根據(jù)客流預(yù)測(cè)，低運(yùn)量跨座式單軌交通模擬設(shè)計(jì)需滿足初、近、遠(yuǎn)期高峰小時(shí)最大斷面650，1 277人次/h及1989人次/h的要求。

研究確定了供電系統(tǒng)、弱電系統(tǒng)、車輛基地等各專業(yè)技術(shù)方案，并進(jìn)行投資估算。結(jié)果顯示新型低運(yùn)量跨座式交通系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為1.45億元/正線km。

該線路采用懸掛式單軌的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為1.91億元/正線km，采用新型低運(yùn)量跨座式交通系統(tǒng)后技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)減少0.45億元/正線km。主要體現(xiàn)在跨座式交通系統(tǒng)軌道梁采用預(yù)制PC梁，較懸掛式單軌采用的鋼制橋墩、梁及軌道梁更為經(jīng)濟(jì)；跨座式單軌車輛基地規(guī)模較懸掛式單軌規(guī)模小等方面。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)跨座式單軌交通系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析，認(rèn)為低運(yùn)量跨座式單軌系統(tǒng)在低運(yùn)量軌道交通制式中更具競(jìng)爭(zhēng)性。對(duì)低運(yùn)量跨坐式單軌車輛、橋梁、道岔技術(shù)方案及關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行研究，提出了鉸接式和非鉸接式跨座式單軌車輛、轉(zhuǎn)向架方案及關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)；提出了采用普通球支座的并置梁方案，可有效降低了軌道投資；確定了跨座式單軌關(guān)節(jié)可撓型道岔技術(shù)方案及關(guān)鍵參數(shù)。以國(guó)內(nèi)某空鐵線路為例，開(kāi)展模擬設(shè)計(jì)，結(jié)果顯示新型低運(yùn)量跨座式交通系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1.45億元/km，經(jīng)濟(jì)型優(yōu)勢(shì)明顯。

本研究在保證安全的前提下實(shí)現(xiàn)車輛輕量化、配套設(shè)施簡(jiǎn)約化，從而降低了工程投資和后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本。隨著新型城市化建設(shè)推進(jìn)及旅游產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，低運(yùn)量跨座式單軌交通系統(tǒng)應(yīng)用空間將會(huì)越來(lái)越廣泛。