跨座式单轨铁路的特点及其应用前景.doc

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1、跨座式单轨铁路的特点及其应用前景摘　要:跨座式单轨交通系统由线路、车辆系统、机电设备、车辆段及综合维修基地等部分组成,其单轨铁路轨道梁既是承重的桥梁结构,又是支承和导向的轨道;车辆采用橡胶轮胎,通过安装在转向架两侧的导向轮和稳定轮来导向和稳定车体。构造上的特点使得其走行机理、轮轨关系都与常规地铁、轻轨有很大差别。技术上的特点主要体现在车辆的转向架、轨道梁和线路道岔三方面,走行机理完全不同于钢轮———钢轨系统,轨道梁承受较大的扭转荷载。就性能而言,跨座式单轨铁路具有占用空间少,适应地形好,舒适环保等特点。关键词:单轨铁路;跨座式;构造;性能;综述　　1　概　况　　跨座式单轨铁路(Stra

2、ddleTypeRailway)就是只通过单根轨道来支承、稳定和导向,车体骑跨在轨道梁上运行的铁路。世界上第一条跨座式单轨铁路线诞生于1888年,是由法国人CharleLarligue设计,在爱尔兰铺设的,线路长约15km,由蒸汽机车牵引,最高速度h43km·-1旅行速度29km·h-1,这条线路一直运行到1924,年10月[1]。在第二次世界大战以后,随着科学技术的进步,跨座式单轨铁路技术才受到各方重视,逐渐完善和成熟起来。1952年,德国工业家AxellenardWenner2Gren在德国科隆附近的菲林根建造了一条单轨线进行实验研究。经过反复试验,于1958年得出这样的结论:采用

3、跨座式、混凝土轨道和橡胶充气轮胎能达到最好的效果。这就是目前所称的ALWEG型跨座式独轨铁路。后来美国、日本和意大利等许多国家都修建了这种形式的独轨。其中尤以日本建成的线路最多。60年代初期,日本的工程师将改良后的AL2WEG型跨座式单轨铁路用作游乐园、动物园的游览车。1964年,东京修建的从市中心到羽田机场的单轨线,开始把跨座式单轨铁路作为城市公共交通的运输工具[4]。羽田线成为旅客出入羽田国际机场的重要通道,在东京城市交通中发挥着重要作用。之后,日本的大阪、北九州等城市也相继修建了跨座式单轨铁路。至1993年,各国运营中的跨座式单轨线路共有13条[1](如表1所列);至2000年3

4、月,日本有4条跨座式单轨线处于建设中[2](如表2所列)。表1　各国运营中的跨座式单轨铁路表2　日本建设中跨座式单轨铁路(2000年3月)2　构造特点与常规铁路相类似,跨座式单轨交通系统也是由线路、车辆系统、机电设备、车辆段及综合维修基地等部分组成,同时,作为一种技术先进的城市轨道交通,单轨铁路某些部分的构造又有其独特之处,其构造的特殊性主要在于线路和车辆系统(如图1所示)。5图1　跨座式单轨轨道梁与车辆断面图/mm2.1　线路跨座式单轨铁路通常采用全封闭的高架系统,它的线路部分包括轨道梁、支柱、高架车站及单轨道岔。其中轨道梁和线路道岔具有非常独特的结构型式。(1)轨道梁跨座式单轨的轨

5、道梁有预制混凝土轨道梁和钢制轨道梁两种。大多数跨座式单轨铁路都采用标准预制混凝土轨道梁,跨度为20m～22m,断面一般采用工字型中空截面,高度为1.5m,宽度为0.85m[3,5]。轨道梁采用预应力混凝土(PC),全部由专用模板制成,具有较高的精度。当跨度大于22m或轨道梁建筑高度很高时,原则上采用钢制轨道梁。钢制轨道梁断面一般采用箱型截面。(2)单轨道岔跨座式单轨道岔是有一定长度的道岔梁,一端可以移动,每片道岔梁均固定在一个支承台车上,由台车上的电动机驱动,操作安全、可靠。跨座式单轨道岔可以分为两种类型:一类是柔性铰接型,可使道岔连续弯成曲线;另一类为简易铰接型,转辙时道岔梁在转辙点

6、前方保持一定距离的直线,用于车库内部或低速区段[6]。根据连接线路的数量和形式,跨座式单轨道岔又可分为单开道岔、交叉道岔和三开道岔。2.2　车辆系统跨座式单轨列车采用专用的跨座式单轨电动车组,由四节、六节或八节车辆编组[7];列车两端的车辆带有司机室;每节车辆由车体和两台转向架共同组成。跨座式单轨车辆的车体、车内设备、车门等的构造都与普通城市轻轨车辆相类似。车体采用轻合金焊接结构,重量轻,具有很好的耐火性能。转向架是车辆的核心部件,也是最能够体现跨座式单轨系统运行特点的部分。跨座式单轨车辆的转向架为二轴转向架,车轴为单悬臂固定在转向架上,每根轴上装有两个走行轮,直径为1006mm,是充

7、入氮气的橡胶轮胎。转向架两侧上方各设两个导向轮,下方各设一个稳定轮,它们都是充入空气的橡胶轮胎,直径为730mm[8]。为防止轮胎放炮,三种车轮都装有钢制备用轮,并设有轮胎检测装置。转向架构架是钢板焊接结构,不设置摇枕,车体直接支承在空气弹簧上,既保证舒适性又能达到轻量化的目的。3　技术特点　　结构的特殊性决定技术的特殊性,跨座式单轨铁路的供电、通信、信号、环控通风、给排水、防灾报警、自动检售票等机电设备与常规轨道交通基本相同,车辆段及综合维修