跨座式单轨铁路的特点及其应用前景

    4走行特点　
    在轨道梁上行驶的城市单轨车辆转向架上装有三种轮胎:走行轮、导向轮和稳定轮(如图2所示),它的走行机理与钢轮-钢轨系统完全不同。在列车运行过程中,走行轮始终与轨道梁顶面接触,轮胎的弹性主要缓冲车辆竖向振动;导向轮和稳定轮则起到缓冲车辆横向振动的作用。如果转向架在平衡位置没有位移,导向轮和稳定轮将以有效半径向前滚动;当转向架发生横向位移(横移、侧滚、摇头)时,导向轮和稳定轮随之产生偏移,这时单侧或双侧的水平轮胎会受到轨道梁侧面的径向压力,这种压力将迫使转向架回到平衡位置。
钢制轮轨的导向是由钢轨约束轮对的横向和竖向位移,再通过一系悬挂、二系悬挂将这种约束依次传递给转向架和车体。而单轨系统则是导向轮和稳定轮主要承受轨道梁的横向约束,走行轮主要承受竖向约束。横向约束通过导向轮和稳定轮传递给转向架;竖向约束由走行轮传递给转向架,再传递给车体。跨座式单轨车辆的走行特点,将使轨道梁承受较大的扭转荷载。5　性能特点
将跨座式单轨系统的车辆技术参数、线路技术参数以及运营组织模式等与普通高架轻轨系统进行比较(如表3所示),可以看出单轨铁路在性能方面具有以下特点:(1)单轨铁路与常规轻轨同属于中等运量的轨道交通,工程投资和运营费用相近。
    注:1．括号中数字为带有司机室车辆的参数。
         2．轻轨车辆的参数
    为4轴车辆的相应数据。(2)跨座式单轨铁路具有如下优点:①能有效利用城市空间轨道梁的梁宽很小,支柱结构细长,占地面积很小,可以建在道路的中央分隔带和较狭窄街道上;走行轮的摩擦系数较大,列车爬坡能力强,车辆轴距小,能通过较小的曲线半径,因而适应地形能力强,可以在建筑物密集和地形起伏大、坡陡弯急的地方建造。②乘坐舒适转向架采用充气的橡胶轮胎和空气弹簧,因而车体振动很小。车厢配有冷暖空调装置和机械通风装置,窗户宽大、视野开阔,具有很好的舒适感。③运行安全、正点车辆运行速度快、加减速性能好,三种轮胎都配有钢制备用轮胎,充分保障了系统的运营安全。系统的运行采用全封闭模式,与其它交通形式不相互干扰,因此单轨列车运行稳定、安全、正点。④对环境影响小车辆采用橡胶轮胎,降低了噪音;列车采用电力牵引,无废气产生;而且由于是直流电源供电,不产生电磁波,所以对沿线的环境和居民生活影响很小。此外由于轨道梁宽度很小,对地面的遮光很小;同时车辆的供电装置设在轨道梁上,没有架空接触网,给行人的压抑感也小。⑤施工简便,工期短标准轨道梁可以在工厂预制,现场拼装,从而缩短建设工期;牵引电网接触导线刚性布置在轨道梁的侧壁,也比架空接触网和第三轨受电方式施工简便,工期短。(3)跨座式单轨铁路的缺点有:①道岔结构复杂由于线路道岔结构复杂,搬动比较费时,因而限制了列车运行间隔不能低于2．5ｍｉｎ。②能耗较大由于走行轮胎和轨道梁之间的摩擦系数较大,因而能源消耗较大。
    6适用范围
    跨座式单轨铁路是城市综合交通体系的一个有机组成部分,可以与其它交通方式配合使用。对整个交通系统进行规划时必须考虑:不出现交通阻塞和拥挤,交通事故发生率低,对环境影响小;乘车方便,等车和乘车时间短;有足够的运输能力;经济性能好,造价和运营费用低;乘坐舒适;随着城市的发展,能灵活地满足对交通运输的需要。跨座式单轨铁路能满足上述6个条件中的大部分,因而,它是利用范围很广泛的交通工具。一般地,跨座式单轨铁路用于下述情况:(1)建成市区内的环状路线,用做公务交通;(2)作为市中心与第二中心之间的连接线;(3)作为居住区与商业区、旅游景点之间的运输线;(4)用作大城市的通勤干线或地方城市沿城市轴
线的干线;(5)连接卫星城和城市中心区的线路;(6)作为城市综合交通系统的有机组成部分,与
机场、火车站或其它城市对外枢纽站相连接。
    7应用前景
    7．1跨座式单轨铁路是改善中国城市交通状况的有效途径之一我国城市的现有的交通系统存在诸多问题,比较突出的有三个方面:高峰时段堵塞和拥挤严重;交通结构单一;对环境的影响较大[11]。导致交通不畅的根本原因在于现有的城市交通结构过于单一,大、中运量的轨道交通在城市交通中的比重太小。市区的旅客运输主要由公共汽车、无轨电车等常规公交工具和自行车承担。迄今为止,全国只有北京、上海和广州三个城市有地铁和轻轨运营线,而且运营里程都不长(分别为北京94．7ｋｍ;上海95．2ｋｍ;广州27．3ｋｍ),依然不能满足日益增长的交通需求。要从根本上解决我国城市交通存在的问题,就必须调整现有的交通结构,建立综合交通系统。规划和建设综合交通系统的首要任务是合理规划和发展各种轨道交通。作为中等运量的轨道交通,跨座式单轨铁路是符合我国城市需求的交通形式。跨座式单轨铁路具有比地铁成本低、工期短,比轻轨高架线占地少、污染小、能有效利用道路中央隔离带,适于建筑物密度大的狭窄街区的优点,此外,单轨交通的车辆和轨道容易检查和维修养护,轨道使用寿命长。相对于上述优点而言,单轨的缺点影响不是很大,不足以妨碍其使用。因而,它不失为大城市客流中等的交通线路和中等城市主要交通线路的较好选择。特别是在地形条件复杂,利用其他交通工具比较困难的情况下,更能体现其优越性。可以认为,建设和发展单轨铁路是改善我国城市交通状况的一个有效途径。
    7．2中国修建跨座式单轨系统的技术可行性
    日本、美国及澳大利亚等国家都具有建造跨座式单轨铁路的成功经验,这项技术本身是成熟的。目前我国的重庆市正在修建较新线(较场口～新山村)跨座式单轨系统,技术从日本引进,这是我国修建的第一条单轨铁路。经过广泛的调查和严密的技术论证,得出以下结论:在跨座式单轨铁路的三大关键技术中,线路道岔和轨道梁通过引进国外技术,可以全部在国内组织生产;车辆的转向架初期采取进口,可以分期分批逐步实现国产化,最终车辆的国产化率可以达到60%～70%;供电、通信、信号、环控通风、给排水、防灾报警、自动售检票等机电设备基本能够完全国产化[16]。可以看出,在我国建造跨座式单轨系统,技术上是可行的。