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在众多的城市轨道交通形式中,中等运量的单轨交通不但有其独有的特点,还因能很好解决我国城市化中遇到的问题等优良性能,逐渐成为了新时期的主流交通形式,是主要交通路线以及旅游观光线路等的良好选择,尤其是针对那些地形条件较为复杂的地域,更是单轨交通施展其优良性能的有利地形,本文分析了单轨式车辆制式及系统特点和性能参数等,并对跨座式单轨交通的前景进行了展望。
P.H.Palmer1821年初次设计出单轨交通,世界上第一条单轨交通出现在1824年在伦敦船坞,当时的用途是运送货物,第一种跨座式单轨系统的最先实验成功于1958年,由瑞典人Axel Leonart Wenner Gren设计,并因此将这种交通系统命名为ALWEG型单轨系统,跨座式单轨交通在运用方面获得了很好的发展,也实现了不断改进和创新,成了今天的一种较为常用的交通形式[1]。
所谓的跨座式单轨交通是通过车辆骑在道梁上运行的,轨道梁是预应力混凝土箱型梁,在车体两侧下垂部分设有导向轮和稳定轮,其作用是夹行轨道以确保车辆形式的稳定性,此外,跨座式单轨的混凝土墩柱通常是采用现场浇筑的,主要部件轨道梁则是在工厂预制的,使得现场架设安装快速便捷,所以施工的工期较短,效率较高,以下为其主要特点[2]。
(1)跨座式单轨高架段车辆走行面是裸露的,在运行的过程中,橡胶轮的粘着力会因为冰雪天气而不断下降,不利于车辆的稳定运行,也会使得极端气候下车辆的运营会受到限制。
(2)城市轨道交通在旅游观光的过程中具有有良好的效果,因为车内的乘客视野宽阔,可满足人们旅游观光的需要。如重庆轨道交通2号线较新线,依山傍水而建,具有很高的旅游观光价值。
(3)道岔结构相对复杂,跨座式单轨交通常规交通的结构更复杂,投入使用的过程中,其道岔转换的时间相对较长。
(4)由于与轨道梁直接接触的是单轨列车的橡胶轮,而非一般地铁列车的钢轮,因此在跨座式单轨交通建设建成运营后,具有明显的噪音低,振动小的特点。例如重庆轨道交通2号线李子坝车站,轨道列车从六楼穿楼而过,运营并未影响到楼内居民正常工作和生活。
除上述特点外,单轨交通还有转弯半径小、爬坡能力强、施工过程中受周围环境影响小、工程造价低、维护成本较高等特点。
近年来,跨座式单轨交通也取得长足的进步,当前的跨座式单轨车辆的生产厂家主要有两家,它们分别是庞巴迪公司和日立公司,其中,日立公司的单轨车辆有大、中、小三种车型,庞巴迪公司单轨车型只有一种,但其更新换代较快,从跨座式单轨交通车辆在我国发展及应用来看,我国重庆单轨就是引自日立公司的大型车技术,除上述生产厂家外,主要从事娱乐设备研发的瑞士Intamin公司也进行了跨座式单轨交通车辆的研发,此公司生产出的跨座式单轨车辆车型较小,其重要的用途是观光旅游,比如我国的西安曲江单轨旅游观光线均选用了Intamin公司车辆,我们将重点介绍日立单轨车辆和瑞士Intamin公司单轨车辆主要性能参数(以西安曲江单轨所采用的P8型车辆为例),如下表。
表1 日立单轨车辆主要性能参数
表2 P8型车辆参数
跨座式单轨交通发展中,因为其针对的是中运量领域,所以其线路功能定位应是特大城市轨道交通线网中的辅助线、局域线及加密线等,此外,也比较适用大中城市的骨干线路和加密线等,基于安全性考虑,其不适用于特大及大城市市域范围长大线路和特大城市的骨干线路。适应性方面,单轨系统选线技术条件是走廊宽度≥30m,最小曲线半径为车站300m,辅助线为50m,正线100m;最大坡度为正线60%,从提高环境景观质量及乘车舒适度等等方面考虑,应当以提高线路的技术标准为主要的设计目标,完善线路的功能运用。
按我国城市轨道交通建设标准来看,高架车站站台长度应控制在100m以内,这样可减少高架车站规模和体量及对城市景观的影响。应合理组织交路运营、配线设置以及适当增加车辆的车门数量等,提高行车密度达到30对/h,最优化车辆的组合为6辆编组,另外,我国当前的城市轨道标准运能需留有10%到15%的余量需求,按此标准,跨座式单轨交通系统适应的最大运量将达到2.6万人/h左右,会成为未来城市发展中运输压力的重大承担者。
跨座式单轨交通采用胶轮走行,车辆在最高速运行时的噪声和振动都较低,有较好的环境适应性,其运行噪声及振动远低于钢轨系统,在城市噪声控制标准以内,单轨轨道梁筱盖小可使其很好地适应城市景观和生态环境等。
在未来的城市建设中,跨座式单轨交通可作为市中心与第二中心的连接线,起到人员运输的作用,也可以建成市区内的环状线路,用作市内交通。未来城市的拥堵情况将继续加重,一定会新建很多的卫星城,跨座式单轨交通可以连接其与市区的交通,方便人们出行工作,此外,跨座式单轨铁路可以缓解城市高峰时段堵塞和拥挤严重等问题,还能对周围的环境造成一定的影响,应大力发展大、中运量的轨道交通,调整现有的交通结构,建立综合交通系统,将跨座式单轨铁路积极运用到城市的交通中,进而以其快捷实惠的特点满足日益繁重的交通需求。
综上所述,新时期的发展中出现的跨座式单轨交通运用诸多的优势,具有较高的适应性,可有效缓解城市化过程中的交通压力,也应大力发挥其在旅游观光等方面的作用,进而促进我国现代化城市的建设。
[1]仲建华.跨座式单轨交通在我国的应用和创新[J].都市快轨交通,2014,02∶1-5.
[2]宫文平.跨座式单轨车辆特点及国内外应用情况[J].国外铁道车辆,2013,01∶5-7.