悬挂式单轨交通的展开示状与应用瞻望(总结性好文)

悬挂式单轨交通的展开示状与应用瞻望(总结性好文)

· 悬挂式单轨的特性 ·

1.1 征地拆迁面积小

悬挂式单轨车辆运转于架设在空中的轨道梁上或梁内，其轨道梁、桥墩尺寸较小，桥墩立柱横截面面积仅为1 m2 左右，因而能够充沛应用道路中央隔离带、路旁人行道、河流上部空间等城市现有空间，并能有效地避开既有建（构）筑物，减少不用要的征地及拆迁。

1.2 地形顺应才干强

悬挂式单轨车辆的走行部异于其他制式的轨道交通，具有较强的爬坡与转弯才干。关于对称悬挂胶轮型单轨而言，由于车辆走行轮、导向轮均采用橡胶轮胎，增加了与轨道间的摩擦力及黏着力，其最大坡度能够抵达 100‰（约是其他制式轨道交通的2～3 倍），最小曲线半径可达 30 m。

1.3 树立周期短

相较于其他制式轨道交通，悬挂式单轨交通的工程量较小，其控制性工程为桥梁工程。桥梁工程除承台、桩基础外，如轨道梁、桥墩等普通采用钢构件，均为工厂化预制，运至施工现场后，采用汽车吊架设拼装。10 km左右的悬挂式单轨交通工程的树立周期仅为1～2年，是现有城市轨道交通制式中周期最短的。

1.4 工程造价低

悬挂式单轨交通的树立成本约为地铁工程的1/4，其技术经济指标为1.5～2.0亿元/正线 km。依据国内曾经展开研讨的相关线路的造价数据，悬挂式单轨交通第一部分工程费的技术经济指标为1.2～1.4亿元/正线 km。

1.5 景观效果好

与其他制式轨道交通相比，悬挂式轨道交通的区间结构尺寸较小，很大水平上降低了对城市空间采光的遮挡及周边景观的视觉破坏。列车行驶于高空之中，乘客开阔的视野、良好的眺望条件是其他制式轨道交通难以媲美的；其车厢底部能够采用透明资料，增加旅游观光的兴味性。悬挂式单轨交通能够经过装饰及涂装更好地融入当地文化特征，成为一道活动的、亮丽的景色线。

· 展开示状及存在问题 ·

2.1 国外展开状况

2.1.1 展开进程

1825 年，悬挂式单轨交通降生于德国。1901 年，第一条现代化的悬挂式单轨交通在德国伍伯塔尔市建成，目前悬挂式单轨交通仅在德国、日本有着成熟的运营线路，列车最大运转速度约为 60 km/h，多以 2 ～ 3 辆编组运转。悬挂式单轨交通依照走行轮资料类型以及其与轨道梁空间位置关系能够分为 3 种类型：浪琴型（非对称悬挂钢轮钢轨型）、非对称悬挂胶轮型、对称悬挂胶轮型（SAFEGE 型），如图 1 所示。

浪琴型的主要特性是钢制走行轮行驶于铺设在钢桁架梁之上的钢轨上，悬吊装置悬挂于轨道梁一侧。非对称悬挂胶轮型的主要特性也是悬挂装置装置于轨道梁一侧，但走行轮改为橡胶轮。SAFEGE 型的主要特性是橡胶走行轮行驶于钢制轨道梁内部，体系呈现对称特性，是当前最先进、应用最广的悬挂式单轨交通类型。

国外悬挂式单轨交通工程项目细致如表 1 所示。

悬挂式单轨交通的展开曾经接近百年，国外多地中止了实验线测试、运营线树立，阅历了浪琴型—非对称悬挂胶轮型—SAFEGE 型的演化。在这一演进过程中，非对称悬挂胶轮型应用胶轮改进了浪琴型爬坡才干弱的缺陷，而 SAFEGE 型应用走行轮行驶于轨道梁内部，改进了非对称悬挂胶轮型在雨雪天气下运转不保险的缺陷。

2.1.2 存在问题

同为单轨交通，悬挂式单轨的展开明显缓于跨座式单轨，树立热度更是远不如其他制式轨道交通，构成这一现象的主要缘由有以下 3 个方面。

（1）运转速度低，运力低下。悬挂式单轨交通系统中列车速度普通能够抵达 50 km/h，加上进站停车减速等要素，实践行驶的平均速度仅为 30 ～ 40 km/h。每辆车的定员约为 100 人，缺乏地铁的 1/3。悬挂式单轨交通的运能为 5 500 ～ 21 000 人次 /h，合适于高峰单向断面客流量在 5 000 ～ 20 000 人次 /h 的交通干线上，通常用于 15 km 以内的短途交通。

（2）检修艰难，容易产生保险隐患。悬挂式单轨交通距离空中较高，轨道梁较窄，关于浪琴型及非对称悬挂胶轮型而言，难以设置检修操作平台；而关于SAFEGE 型，其轨道梁长、宽均为 1 m 左右，内部空间较为狭窄，且容纳了接触轨、通讯及信号电缆等设备，检修艰难度更高。

（3）救援效率低，事故无法及时处置。救援不便是单轨交通的共性问题，悬挂式单轨尤甚，由于其结构特性决议了无法应用车辆上方的轨道梁中止紧急分散，也无条件在区间内设置分散平台，多依赖于救援车、消防车等被动救援方式。

2.2 国内展开状况

2.2.1 展开示状

2011 年，德国国际空列集团（H-Bahn）在天津成立了安定洋空铁设备技术有限公司。次年，我国各地开端思索引入 SAFEGE 型悬挂式单轨交通。悬挂式单轨交通在国内公共交通范畴还没有运营线路，但多家车辆制造商中止了厂区实验线的树立及研讨测试：

2016 年 11 月，中唐空铁集团有限公司基地内新能源空轨实验线（以下简称“中唐空铁实验线”）胜利运转。

2017 年 7 月，中车青岛四方机车车辆股份有限公司内建成 0.88 km 实验线（以下简称“中车青岛四方实验线”）。

2018 年 8 月，北京中建空列集团有限公司在开封建成约 0.7 km 实验线（以下简称“中建开封实验线”）。

3 条实验线在供电制式、道岔类型、墩梁衔接方式等方面存在差别，但其测试都为商业运营线的设计比选及优化提供了丰厚的数据依据。

国内悬挂式单轨作为城市轨道交通方式，缺乏国度级的设计规范及树立规范，目前仅四川及河南依托实验线分别发布了 DBJ51/T 099-2018《悬挂式单轨交通设计规范》和 DBJ41/T 217-2019《悬挂式单轨交通技术规范》2 个中央性规范。

2.2.2 存在问题及倡议

（1）牵引供电制式。国内悬挂式单轨交通存在接触轨及蓄电池 2 种牵引供电制式，接触轨需增设正线牵引变电所、接触轨、部分环网电缆等，而蓄电池需增设车载电池、车辆段充电场所、电池换装库等。关于蓄电池制式，其树立初期投资远低于接触轨，充电设备设备的检修正换可集中在车辆基地中止，方便快捷，但其设备设备寿命较短（约 5 年），运营期间改换频次较高、费用高，且目前供电效率相对较低。若以全寿命周期（运用周期 30 年）思索，在政府不提供能源补贴的条件下，蓄电池制式的投资高于接触轨。因而，牵引供电制式需求依据树立方式、初期投资请求、供电效率等细致状况中止综合比选。

（2）墩梁衔接体系。悬挂式单轨交通常用的墩梁衔接体系有耳板销轴衔接和牛腿支座衔接 2 种，如图 2 所 示。

耳板销轴衔接是在桥墩悬臂中参与横隔板，同时在轨道梁端焊接耳板，应用销轴衔接横隔板及耳板。牛腿支座是在桥墩悬臂上焊接突出的底座，轨道梁端也焊接悬挑的支座，底座与支座经过高强度螺栓衔接。目前国内关于采用何种墩梁衔接方式存在一定争议。总的来看，耳板销轴衔接体系用钢量小、简约美观，但销轴资料及限位装置工艺请求高；而牛腿支座体系承载才干高，制造方便，但用钢量大，可能会呈现拉力，需求设置拉压支座。因而，墩梁衔接体系的选择要依据荷载状况、销轴及支座采购方便性、衔接体系造价等综合肯定。

（3）车辆侧滚效应。悬挂式单轨车辆结构异于传统的轮轨车辆，悬吊于走行部下方，车辆在经过曲线或遇到侧风时会发作侧滚，因而悬挂式单轨交通在经过线路小半径曲线、道岔以及强风条件下，会产生钟摆效应，运转平稳性变差，乘坐温馨度降低。因而需求完善转向架设计，经过设置侧滚止挡、优化减振器等方式限制车体侧滚。在侧风特别大的地域，线路应设置大风监测预警系统，并依据实时风速调整运转规则，细致如表 2 所示。

（4）救援及维护方式。悬挂式单轨交通在突发事故下的救援比较艰难，不如其他制式轨道交通方便。为提升乘客保险逃生率，应制定与事故等级对应的多种措施应急预案，综合采用横向救援（经过客室侧门逃生至对侧车辆）、纵向救援（救援车牵引至最近站台、经过端部门逃生至救援车）、垂向救援（列车底板下设逃生筒、消防云梯）等多种救援方式。另外，在比较长的区间内能够思索设置分散塔，缩短逃生途径。总之，应充沛发挥各类救援分散措施的优势，多措并举，以提升悬挂式单轨交通列车毛病救援的才干。

（5）维护重难点部位。悬挂式单轨交通维护的重难点为轨道梁内部，一方面，梁内布置着道岔装置、供电轨、供电电缆、通讯电缆、信号轨旁设备及信号电缆等众多高价值的设备设备；另一方面，梁内空间十分狭窄，维修人员通行与器材运输不便。因而，针对轨道梁内的维修及检查，应加快研发满足商业运营线检修需求的多功用梁内巡检小车或机器人。

· 应用瞻望 ·

悬挂式单轨交通属于中低运量制式，是城市轨道交通多制式协同展开的弥补，主要适用场景为客流集散点联络（如机场接驳）、中小城市主城区（特别是多山、多丘陵地带城市）内部交通、旅游区或大型商圈的观光等。特别在空中道路资源慌张，且远期高峰小时客流量小于 1.5 万人次 /h 时，悬挂式单轨交通具有强大的竞争优势。由表 3 可见，目前的悬挂式单轨交通项目简直均与旅游观光相关。

鉴于近几年我国鼎力推行政府和社会资本协作（Public-Pivate Partnership，PPP）、BOT 等新型树立方式，基于旅游观光的悬挂式单轨交通势必会因其良好的收益取得喜欢。另外，随着我国高性能蓄电池技术的不时展开，新能源悬挂式单轨交通由于树立投资更为俭省、环保等要素，将会成为悬挂式单轨交通未来展开的主要方向。

参考文献

朱鹏飞. 悬挂式单轨交通的展开示状与应用瞻望[J].现代城市轨道交通，2020（4）：96-100.

现代城市轨道交通小编：执器扶鼎

素材来源：《现代城市轨道交通》杂志