跨座式单轨交通属中运量系统、悬挂式单轨交通属小运量系统。单轨交通大都以地面高架运行为主。车辆分为跨座式和悬挂式两种形式。
单轨车辆
采用电力牵引,骑跨或悬挂于单根带形梁体轨道上快速行驶的城市轨道交通车辆。
- 英文名称
- monorail vehicle
- 所属学科
- 土木工程
跨座式单轨车辆骑跨在梁轨合一的混凝土轨道梁上行驶(图1),分为跨座式单轨A型车和B型车。A型车为大载客量车型,B型车为中小载客量车型,两种车型的座椅通常按载客定员数的20%配置,A型车每一节车厢载客160人,B型车每一节车厢载客130人。多节车辆通过连接装置串联组成列车,采用2~8节编组。车辆最高运行速度100千米/时,用于市域线的跨座式单轨车辆最高运行速度120千米/时。
车体。由于橡胶走行轮胎载重限制,单轨车体一般采用铝合金或其他轻质高强材料焊接结构,以实现车体轻量化。司机室设在列车两端,通常设有侧开门,并与乘客车相隔开,车厢间设置全贯通通道,
受电方式。车辆通常采用牵引接触网受电方式,由安装于轨道梁侧面的正极接触网受电,负极接触网回流,供电的额定电压采用DC1500伏,也有采用DC750伏或DC3000伏。一些列车还配有应急牵引动力装置,当正常牵引供电中断时,列车可维持运行至邻近车站。
车辆转向架结构。由构架、走行橡胶轮、水平导向橡胶轮和水平稳定橡胶轮、传动装置等部件构成,其结构和尺寸与轨道梁相匹配,水平导向轮和水平稳定轮对轨道梁的压力可调整。每辆车转向架有两台,转向架与车体之间的悬挂通常采用无摇枕空气弹簧,并装有横向减震器。A型车采用双轴转向架,轴重小于11吨;B型车一般采用单轴转向架,轴重小于14吨,当车辆最高运行速度在80千米/时以下时,也可采用无摇枕弹性沙漏弹簧。
走行轮胎。由空心车轴、轮芯、滚动轴承和橡胶轮胎组成,每个走行橡胶轮和水平橡胶轮配有独立的胎压监测及失气报警装置,并设有辅助走行装置。
制动装置。列车的电制动与摩擦制动能够协调配合。常用制动使用电制动,并具有冲击率限制,当电制动不足时,摩擦制动则按总制动力要求补充不足的制动力,电制动与摩擦制动可实现平滑转换。驱动和制动装置合为一体,结构紧凑,基础制动采用盘形制动。
电气设备。设在地板下面的车底部分,为了降低主电动机减速齿轮装置等主噪声源和往外扩散的噪声,车辆两侧都设有裙板进行包封。为防止乘客及检修人员触电,车体设有接地或防漏电保护装置。
应急救援方式。跨座式单轨列车通常根据不同车型,采取纵向疏散、横向疏散、垂向疏散的应急救援方式。当列车端部设有端门时可采取纵向疏散,端门的宽度不应小于600毫米,高度不应小于1800毫米,列车间纵向救援渡板可结合端门门体设置。横向救援使用的两列车间门对渡板常备于车站。每个客室门上方配有垂向疏散的缓降装置。当列车端部不设置端门,以及正线区间不具有横向救援条件的区段,在客室门外侧应设置应急疏散通道。
紧急报警装置。列车设有报警系统,客室内设置乘客紧急报警装置,乘客紧急报警装置具有乘务员或控制中心与乘客间双向通话功能。车辆结构材料采用不燃性材料,内部设施采用不燃材料或无卤、低烟的阻燃材料。车辆内设有符合车辆部件燃烧特质的灭火器具,以及必要的防护设施。
悬挂式单轨车辆悬挂在钢箱型、工字钢型或索缆型轨道梁上行驶。采用全自动无人驾驶或人工驾驶。按走行部结构型式主要分为非对称式悬挂和对称式悬挂两种类型。非对称式悬挂是悬挂构件布置在轨道梁一侧,通常采用工字型钢轨道梁(图2)。对称式悬挂是悬挂构件通过箱形梁底部开口将车体和转向架连接起来,胶轮的两轴转向架运行于钢箱轨道梁内部,电力、通信系统等设施也安装在钢箱内部。转向架上设有走行轮和导向轮,沿着钢箱型轨道梁内部的轨道运行。转向架由构架、走行轮、导向轮、空气弹簧、摇枕、牵引装置以及制动装置等部件组成。
悬挂式单轨还具有防冰雪的特点,适合在低温气候条件下使用。车辆最高运行速度60千米/时,每节车载客约75人。
一种比较特殊的单轨形式(又称空中快车)。列车是按小模块车厢配置,车宽约2.9米,每节车定员40人。根据运力配置2~12节车厢,每节车均设有门,车内设通风空调系统和车载信号系统,6辆编组额定载客240人,最高运行速度80千米/时。城市10千伏交流电经变电站转为直流1000伏电压送到沿轨索安置的馈电轨牵引网。车辆采用变压变频(VVVF)调速控制交流牵引电机。车辆制动以电气制动(再生制动和电阻制动)为主,电控液压摩擦制动为辅。车辆采用再生制动方式,再生能量回馈至中压电网。
索缆型悬挂式单轨具有特大跨度的特点,可解决跨江过河,跨越山坳难题。悬挂式单轨交通断面客流约1万人/小时,最小转弯半径30米,最大爬坡能力为8%。道岔种类包括移动式道岔、梯子型辙叉道岔和倒T形辙叉道岔等。其安全及逃生措施可分上下行列车横向救援、列车纵向救援和车门上方安装的缓降装置,实现垂直救援等。