跨座式單軌交通線路設(shè)計(jì)重點(diǎn)問(wèn)題探討

呂昌明

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,西安 710043)

跨座式單軌起源于19世紀(jì)，具有振動(dòng)小、噪聲低、造價(jià)省等優(yōu)勢(shì)，20世紀(jì)60年代以來(lái)得到了廣泛的應(yīng)用[1]。單軌系統(tǒng)基本采用高架線，線路設(shè)計(jì)相較普通地鐵，能采用更小的曲線半徑和更大的坡度，能夠適應(yīng)復(fù)雜的地形、地貌條件，例如“山城”重慶[2]。另外，在環(huán)境復(fù)雜、道路狹窄、建筑物密集、立交橋數(shù)量多、敏感環(huán)境要求高的城市環(huán)境中更具優(yōu)勢(shì)，可減少建(構(gòu))筑物拆遷工程，避免拆遷糾紛[3-4]。

跨座式單軌選線設(shè)計(jì)通常影響道路斷面改造、橋梁墩型選擇、城市道路景觀、拆遷工程量、工程投資、投訴風(fēng)險(xiǎn)等。設(shè)計(jì)工作除常規(guī)分析選擇平縱斷面參數(shù)外，需特別注重各專業(yè)間的互相溝通，以滿足各土建、系統(tǒng)專業(yè)的“最優(yōu)、平衡”設(shè)計(jì)。就單軌系統(tǒng)線路設(shè)計(jì)過(guò)程中的一些重點(diǎn)問(wèn)題展開討論，為后續(xù)設(shè)計(jì)提供借鑒。

1 跨座式單軌線路平縱參數(shù)基本規(guī)定

1.1 線路平面設(shè)計(jì)參數(shù)

(1)正線和輔助線最小平面曲線半徑不小于100 m，車輛基地內(nèi)不得小于50 m。

(2)車站宜設(shè)在直線上，若設(shè)在曲線上，其平面曲線半徑不應(yīng)小于300 m。

(3)圓曲線及夾直線最小長(zhǎng)度不應(yīng)小于20 m。

(4)正線圓曲線的超高不大于12‰，超高過(guò)渡應(yīng)呈直線變化，并宜在緩和曲線全長(zhǎng)范圍內(nèi)完成。

(5)正線上直線地段線間距3.7 m，當(dāng)線路曲線半徑不大于300 m時(shí)，線間距應(yīng)按半徑不同考慮加寬量。

1.2 線路縱斷面設(shè)計(jì)參數(shù)

(1)區(qū)間正線的最大坡度為60%，曲線上縱坡應(yīng)考慮曲線阻力，按照Δi=800/R進(jìn)行折減。

其中，Δi為坡度折減值，‰；R為圓曲線半徑，m。

(2)車站站臺(tái)應(yīng)設(shè)置在一個(gè)坡道上，且豎曲線不得侵入；地面站及高架站宜設(shè)在平坡上，地下站宜設(shè)置在2‰～3‰的坡道上。

(3)當(dāng)相鄰坡度代數(shù)差≥5%時(shí)，應(yīng)設(shè)置圓曲線型豎曲線，當(dāng)R≤400 m時(shí)，豎曲線半徑RV≥3 000 m，當(dāng)R>400 m時(shí)，RV≥2 000 m。困難地段及車站兩端RV可減至1 000 m。

(4)車站站臺(tái)計(jì)算長(zhǎng)度和道岔范圍內(nèi)不得設(shè)置豎曲線，豎曲線離開道岔端部的距離不應(yīng)小于5 m。

(5)當(dāng)縱坡≥30‰時(shí)，坡段長(zhǎng)度應(yīng)按照L≤1 200-40i/3計(jì)算的長(zhǎng)度進(jìn)行限制。

2 線路設(shè)計(jì)重點(diǎn)問(wèn)題探討

2.1 線路設(shè)計(jì)與道路斷面調(diào)整設(shè)計(jì)

單軌沿城市道路布設(shè)，占用道路路面寬度，需適當(dāng)調(diào)整道路橫斷面，滿足道路交通要求[5]。

2.1.1 道路橫斷面的調(diào)整原則

(1)單軌基本采用高架線沿市政道路敷設(shè)，因橋墩布設(shè)引起的既有道路改建或規(guī)劃道路調(diào)整應(yīng)滿足道路功能、城市總體規(guī)劃、道路網(wǎng)規(guī)劃。

(2)盡量在道路紅線內(nèi)進(jìn)行改造、盡量維持原交叉口功能及規(guī)模、合理渠化交叉口。對(duì)于規(guī)劃交叉口，要滿足規(guī)劃及遠(yuǎn)期交通功能的要求，需要合理布設(shè)分隔帶斷口、公交停靠站位置等。

(3)既有道路的改建除應(yīng)滿足技術(shù)可行性外，還需達(dá)到行車的安全性、舒適性及工程的經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)綜合效益。

(4)滿足景觀環(huán)境要求的同時(shí)，應(yīng)考慮施工工期、工藝以及工程投資等各方面的要求。

2.1.2 道路橫斷面的調(diào)整方法

(1)單軌工程占用道路的寬度

根據(jù)單軌橋墩的尺寸，單軌橋梁?jiǎn)味照加寐访鎸挾燃s2～4 m、單墩車站結(jié)構(gòu)占用路面寬度約2.5～4 m，雙墩車站占用路面寬度約10～12 m，地下、高架轉(zhuǎn)換的敞口段結(jié)構(gòu)占用寬度分為兩種情況：?jiǎn)味措p線隧道過(guò)渡為高架線，敞口段寬度約10 m，需要占用地面至少10 m的路幅寬度；單洞單線隧道敞口段寬度一般約5 m。

布設(shè)單軌后，應(yīng)盡量不減少機(jī)動(dòng)車的車道數(shù)，避免影響道路通行能力。采取路中敷設(shè)，原路中無(wú)中央分隔帶或分隔帶寬度不夠時(shí)，需適當(dāng)調(diào)整人行道、非機(jī)動(dòng)車道或側(cè)分帶的寬度，以滿足路中設(shè)置的條件，見(jiàn)圖1。特殊情況下，根據(jù)道路兩側(cè)建筑物類型和退紅線距離，因設(shè)置車站以及擴(kuò)展交叉口進(jìn)出口道路需求，按要求要展寬道路橫斷面。

圖1 跨座式單軌引起道路橫斷面調(diào)整示意(單位：m)

(2)單軌沿既有道路敷設(shè)

一般情況，單軌沿既有道路路中、路側(cè)布設(shè)，若道路條件良好，順直性好，無(wú)控制條件，道路線形與單軌線形標(biāo)準(zhǔn)匹配，單軌基本采用標(biāo)準(zhǔn)跨度的橋梁結(jié)構(gòu)形式，橋墩采用花瓣形墩、Y形墩、T形墩等。此種情況對(duì)道路橫斷面的影響較小，僅對(duì)道路綠化帶、機(jī)動(dòng)車道、非機(jī)動(dòng)車道等寬度進(jìn)行調(diào)整。

若道路線形與單軌線形標(biāo)準(zhǔn)不匹配，兩者中線很難完全重合時(shí)，單軌應(yīng)盡量沿分隔帶中間布設(shè)，可采用不對(duì)稱T形、倒L形橋墩[6-7]，如圖2、圖3所示，使橋墩布設(shè)于道路路中，減少對(duì)道路斷面的影響[8]。

圖2 不對(duì)稱T形墩

圖3 倒L形墩

若道路線形與單軌線形標(biāo)準(zhǔn)差異過(guò)大，無(wú)法采用不對(duì)稱的T形、倒L形橋墩，可根據(jù)道路兩側(cè)條件，采用門式框架橋墩。門式墩適應(yīng)性強(qiáng)，設(shè)計(jì)靈活，但景觀效果較差，在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免。此種情況首先協(xié)調(diào)適當(dāng)改造道路中央分隔帶，帶來(lái)的施工難度和交通干擾需要與建設(shè)方提前協(xié)調(diào)，同時(shí)征求相關(guān)職能部門同意。

(3)單軌沿規(guī)劃道路敷設(shè)

單軌沿規(guī)劃道路敷設(shè)，若分隔帶線形與單軌線形標(biāo)準(zhǔn)差別過(guò)大，若道路尚未實(shí)施，在前期研究階段，應(yīng)與規(guī)劃部門協(xié)調(diào)預(yù)留敷設(shè)單軌的分隔帶線形和寬度條件，保證至實(shí)施階段可采用標(biāo)準(zhǔn)跨度橋墩。

2.2 線路設(shè)計(jì)與高架橋梁結(jié)構(gòu)選擇

2.2.1 線路平面半徑與橋墩形式

因城市市政道路斷面形式不斷變化，又存在較多立交橋、下穿通道等影響單軌布設(shè)的市政工程，單軌不可避免采用上述的非標(biāo)準(zhǔn)橋墩，尤其是門式墩[9]。而單軌線路本身也需要轉(zhuǎn)換路由(包括路中路側(cè)轉(zhuǎn)換、不同道路之間轉(zhuǎn)換)，更增加了門式墩的使用，此時(shí)需充分利用線路條件，盡量減少門式墩的個(gè)數(shù)，降低橋墩寬度和改造既有道路。例如，重慶單軌3號(hào)線金渝站東側(cè)高架線路由機(jī)場(chǎng)路北側(cè)上跨金渝立交轉(zhuǎn)入金渝大道時(shí)，研究可分別采用R-150 m、R-210 m的平面曲線半徑轉(zhuǎn)換路由，如圖4所示。

圖4 金渝站東側(cè)線路采用不同半徑轉(zhuǎn)換路由示意

前者曲線半徑較小，相對(duì)降低了乘客的舒適度，但跨金渝大道門式剛架數(shù)量少，跨度小，工程投資小，景觀效果佳；后者采用的門式剛架數(shù)量多，跨度大，墩位對(duì)地下管線影響較大，工程投資也較大，雖曲線半徑增大，但差異未達(dá)到一定量級(jí)，對(duì)于站端曲線來(lái)說(shuō)，對(duì)旅客舒適度和車輛磨耗改善條件不明顯，如圖5所示。綜合分析，考慮減少門式墩的個(gè)數(shù)和跨度，推薦采用R-150 m曲線方案進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。

圖5 不同曲線半徑條件下門式墩布置方案比選

2.2.2 線路設(shè)計(jì)與梁體類型、跨徑及施工方法

高架橋梁一般采用簡(jiǎn)支梁或連續(xù)梁兩種體系[10]，對(duì)于無(wú)法采用標(biāo)準(zhǔn)軌道梁跨越的段落，可采用節(jié)點(diǎn)橋梁，其形式有：組合T構(gòu)、鋼軌道梁、連續(xù)梁、簡(jiǎn)支鋼桁梁等[11]。選用此類橋梁除考慮跨度、施工方法外，也與線路本身的設(shè)計(jì)條件有關(guān)，根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，單軌線路線形與梁體類型、跨徑及施工方式的關(guān)系如表1所示。

表1 單軌線路條件與梁體類型的關(guān)系

高架線路平面位置對(duì)結(jié)構(gòu)類型和施工方法有重要影響，而施工方法及結(jié)構(gòu)形式又會(huì)影響線路平面布置。小半徑曲線(R≤300 m)地段，通常采用小跨度PC簡(jiǎn)支梁，特殊情況小半徑曲線段需采用大跨度橋梁結(jié)構(gòu)，應(yīng)與橋梁專業(yè)分析可實(shí)施性。

2.3 線路設(shè)計(jì)與環(huán)評(píng)影響

跨座式單軌通常采用高架敷設(shè)，對(duì)沿線建筑物或居民區(qū)存在噪聲、振動(dòng)、空氣污染、水污染、電磁輻射、日照、景觀等方面的影響，為控制上述各方面的影響程度，單軌線路通常需要滿足《中華人民共和國(guó)環(huán)境噪聲污染防治法》、GB 3096—2008《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》、GB 10070—88《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》等系列涉及環(huán)境保護(hù)的規(guī)范。在沿線道路較窄、建(構(gòu))筑物分布較密集的區(qū)域，為滿足規(guī)劃環(huán)評(píng)要求，通常會(huì)對(duì)軌道走行部位及橋梁結(jié)構(gòu)采取有效的減振措施，或者采取特殊材料構(gòu)成的聲屏障結(jié)構(gòu)降低噪聲，其與大運(yùn)量地鐵高架線路的減振、降噪措施類似。

但無(wú)論采取何種降低環(huán)境影響的措施，最基本的仍是在選線時(shí)最大程度的避讓敏感性區(qū)域。首先應(yīng)穩(wěn)定線路路由和車站位置，然后根據(jù)環(huán)評(píng)調(diào)查、征拆等邊界因素，盡量增大與建(構(gòu))筑物的距離。例如，重慶單軌交通3號(hào)線長(zhǎng)福路站東側(cè)線路從金開大道轉(zhuǎn)向科技路段，線路內(nèi)側(cè)為鑫城名都9層居民住宅，轉(zhuǎn)角處接近90°，為了降低對(duì)該居住樓的影響，對(duì)轉(zhuǎn)彎段的線路進(jìn)行以下3個(gè)方案比選，見(jiàn)圖6。

方案1：線路出長(zhǎng)福路站后，右偏折向東南，沿金開大道道路南側(cè)綠化帶高架敷設(shè)，而后以半徑為150 m的曲線轉(zhuǎn)向興科路，并沿中央分隔帶敷設(shè)。

方案2：線路出長(zhǎng)福路站后，右偏折向東南，沿金開大道中央分隔帶敷設(shè)，而后以半徑為100 m的曲線轉(zhuǎn)向興科路，并沿中央分隔帶敷設(shè)。

方案3：線路出長(zhǎng)福路站后，右偏折向東南，沿金開大道中央分隔帶敷設(shè)，而后以半徑為150 m的曲線轉(zhuǎn)向興科路，并沿中央分隔帶敷設(shè)。

圖6 不同曲線半徑條件下路中、路側(cè)方案比選示意

經(jīng)分析，方案1，線路在金開大道雖沒(méi)走在中央分隔帶上而走在路南側(cè)，但路南側(cè)為綠地，可供線路走行，同時(shí)可保證與鑫城名都留有足夠的保護(hù)距離，噪聲、振動(dòng)都影響較小，采用R-150 m半徑轉(zhuǎn)向興科路線形較好。方案2，雖然與鑫城名都距離也較遠(yuǎn)，但采用最小平曲線半徑100 m，降低了乘客舒適度，輪胎磨耗嚴(yán)重。方案3，雖然大部分線路走在中央分隔帶上，但轉(zhuǎn)彎處距離鑫城名都距離太近，環(huán)境影響大，若考慮拆遷，協(xié)調(diào)難度大，工程投資巨大，工程可實(shí)施性小。綜合比選推薦方案1作為實(shí)施方案，目前3號(hào)線已運(yùn)營(yíng)數(shù)年，該段未出現(xiàn)居民投訴的情況。

跨座式單軌的優(yōu)點(diǎn)是線路平面可以選擇更小的曲線半徑，對(duì)涉及環(huán)評(píng)敏感區(qū)段，可以采用較小的曲線半徑貫通線路，優(yōu)化與敏感建筑的距離[12]，但半徑不宜過(guò)小，降低運(yùn)營(yíng)條件。因此，針對(duì)環(huán)境影響問(wèn)題，應(yīng)在前期選線設(shè)計(jì)中充分考慮線路條件，控制線路與敏感建筑的關(guān)系，將環(huán)評(píng)影響降到最低。

2.4 局部段落靈活選擇敷設(shè)方式

普遍認(rèn)為跨座式單軌應(yīng)該采用高架線，符合該制式的特點(diǎn)，工程建設(shè)難度小，造價(jià)低，經(jīng)濟(jì)性好，因此在實(shí)際應(yīng)用中很少采用地下線。但是對(duì)于特殊情況，根據(jù)邊界條件，仍需應(yīng)合理分析地下線的適用性。例如，在地勢(shì)起伏較大的地段，全部采用高架線可能出現(xiàn)長(zhǎng)大坡段，影響車輛的運(yùn)行安全，同時(shí)按照GB 50458—2008《跨座式單軌交通設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，若縱坡≥30‰時(shí)，坡段長(zhǎng)度還需按照“L≤1 200-40i/3”進(jìn)行限制，進(jìn)一步又限制了坡度的取值。重慶單軌交通3號(hào)線金童路站—鴛鴦?wù)径握鹃g距2.4 km，地形呈“凸峰”狀，在1.44 km段落內(nèi)，地面高差達(dá)53 m，平均坡度3.7%。若按全高架線考慮，該段縱斷面設(shè)計(jì)為460 m/52‰，150 m/29‰，420 m/57‰，410 m/29‰的組合坡段，如圖7所示?；静捎脴O限坡度和坡長(zhǎng)，連續(xù)同向陡坡地段采用平均坡度檢查坡長(zhǎng)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，影響行車運(yùn)營(yíng)性能。

圖7 金童路—鴛鴦?wù)緟^(qū)間高架敷設(shè)方案

通過(guò)分析，該段區(qū)間設(shè)在鴛鴦立交橋以東，在金童路站后及鴛鴦?wù)菊厩熬哂性O(shè)置過(guò)渡段的條件，可局部采用地下線，縱斷面可設(shè)計(jì)為330 m/34‰，340 m/2‰，1 300 m/26‰的組合坡，如圖8所示。相比全高架方案，雖然將1.3 km段落調(diào)整為地下線，增加了建設(shè)和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，但平均坡度較小，改善了列車運(yùn)營(yíng)條件，最終按局部地下線方案進(jìn)行建設(shè)。

另外，3號(hào)線根據(jù)地形特點(diǎn)、景觀要求及交通樞紐銜接，全線雖以高架敷設(shè)為主，但局部段落仍選擇采用地下區(qū)間或設(shè)置地下車站。截止目前3號(hào)線全長(zhǎng)約67 km，其中地下線約13 km，占比19.4%；設(shè)置45座車站，其中地下站11座，占比24.4%，適當(dāng)?shù)牡叵露温淠軌蛱岣吲c周邊環(huán)境的適應(yīng)性。例如為打造重慶南坪中心綜合交通樞紐工程，將南坪站、工貿(mào)站設(shè)置為地下站，與下穿立交工程、地下人行系統(tǒng)、沿線地下商場(chǎng)開發(fā)融為一體，提升了南坪中心區(qū)的商業(yè)氛圍和城市環(huán)境[13]。為了與大型客運(yùn)樞紐無(wú)縫銜接，方便旅客換乘，同時(shí)考慮高架線的工程難度，將重慶北站南廣場(chǎng)站、江北機(jī)場(chǎng)T2航站樓站設(shè)置為地下站，并預(yù)留其他軌道交通線路的換乘條件，發(fā)揮了良好的接駁作用。童家院子站設(shè)置于童家院子車輛段東側(cè)，緊鄰車輛段試車線，因此車站設(shè)計(jì)為地面?zhèn)仁秸?，車站前后部分區(qū)間采用地面線，節(jié)省了投資。

綜上，相比地鐵，跨座式單軌的線路設(shè)計(jì)參數(shù)為高架線的選擇提供了有利的條件，尤其采用大坡度可適應(yīng)地形起伏變化，使設(shè)計(jì)更加靈活[14]，高架線是首先需要考慮的敷設(shè)方式。但在實(shí)際應(yīng)用中不能采用“一刀切”的方式，完全采用高架線，應(yīng)根據(jù)邊界條件具體分析，局部采用地下線或地下車站具有一定的合理性和必要性。

3 關(guān)于單軌線路設(shè)計(jì)的兩個(gè)思考

3.1 建議盡量減少小半徑曲線設(shè)置

GB 50458—2008《跨座式單軌交通設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定跨座式單軌線路最小曲線半徑為100 m，但實(shí)際上100 m的曲線半徑也存在一定弊端。杜子學(xué)等[15]通過(guò)理論計(jì)算表明跨座式單軌車輛行駛在半徑為100 m的曲線上具有很好的運(yùn)營(yíng)安全性和可靠的防脫軌穩(wěn)定性，但100 m半徑曲線段的輪胎磨耗卻不容忽視?？缱絾诬壭旭傆谇€段時(shí)，輪胎將產(chǎn)生不均勻磨耗，較小的曲線半徑和較大的速度不利組合，導(dǎo)致輪胎產(chǎn)生更為嚴(yán)重和更為不均勻的磨耗，因曲線內(nèi)側(cè)和軌道表面的運(yùn)行輪胎之間存在大量滑動(dòng)，導(dǎo)致曲線內(nèi)側(cè)運(yùn)行輪胎比外側(cè)輪胎磨耗更為嚴(yán)重，即偏磨現(xiàn)象[16]。

從重慶單軌交通3號(hào)線的運(yùn)營(yíng)情況看，全線采用的最小曲線半徑為150 m，大于設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的100 m，但運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)顯示走行輪仍出現(xiàn)了較嚴(yán)重的偏磨現(xiàn)象，縮短了輪胎的使用壽命，降低了車輪的附著能力，產(chǎn)生了行駛動(dòng)力學(xué)及噪聲等方面的問(wèn)題，嚴(yán)重影響車輛的運(yùn)營(yíng)安全性，不利于節(jié)能，運(yùn)營(yíng)單位也對(duì)此感到困惑[17]。

相比大運(yùn)量地鐵車輛，跨座式單軌采用小半徑曲線，體現(xiàn)了平面選線的優(yōu)勢(shì)，但從重慶單軌交通2、3號(hào)線的運(yùn)營(yíng)情況來(lái)看，單軌輪胎偏磨的問(wèn)題尚未解決。因此，在工程實(shí)際中，建議結(jié)合地形、地物、地質(zhì)條件、征地拆遷難度、環(huán)境影響、社會(huì)穩(wěn)定性影響等因素，盡量減少小半徑曲線的設(shè)置，同時(shí)盡量克服客觀因素，優(yōu)先選擇大半徑曲線。

3.2 合理分析單軌的適用性和敷設(shè)通道

國(guó)內(nèi)跨座式單軌發(fā)展較早、運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)最成熟的是重慶單軌交通2、3號(hào)線，兩條線路的建設(shè)為我國(guó)引入跨座式單軌交通系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化做出了巨大的貢獻(xiàn)，同時(shí)建立了跨座式單軌交通國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系[18-19]。通過(guò)將近10年的運(yùn)營(yíng)觀測(cè)，隨著城市發(fā)展和規(guī)劃實(shí)施，目前的運(yùn)營(yíng)效果與設(shè)計(jì)預(yù)期還存在一些偏差。

首先，2號(hào)線北段線路存在單邊客流，客流效果不盡理想。作為市內(nèi)第一條軌道交通線路，重點(diǎn)應(yīng)考慮照顧城市主要客流走廊，疏散客流、解決城市的交通擁堵問(wèn)題。由于2號(hào)線作為初次被提出采用跨座式單軌系統(tǒng)建設(shè)的線路，更關(guān)注工程的示范性，受拆遷工程和高架線環(huán)評(píng)反對(duì)意見(jiàn)影響，導(dǎo)致北段渝中區(qū)有約7 km的線路緊鄰嘉陵江江岸布設(shè)，設(shè)站6座。南側(cè)除終點(diǎn)魚洞站與3號(hào)線雙島換乘貫通運(yùn)營(yíng)外，沿線與大型客流集散點(diǎn)或交通樞紐站銜接偏少。該線自開通運(yùn)營(yíng)以來(lái)，客流量增長(zhǎng)有限，運(yùn)營(yíng)虧損相對(duì)嚴(yán)重，后來(lái)通過(guò)延長(zhǎng)列車運(yùn)行時(shí)間間隔調(diào)整運(yùn)輸能力。

其次，3號(hào)線采用跨座式單軌，存在運(yùn)量不足風(fēng)險(xiǎn)。3號(hào)線是一條交通型軌道交通線路，目前運(yùn)營(yíng)里程67.1 km，與線網(wǎng)規(guī)劃中的線路長(zhǎng)度和敷設(shè)范圍基本一致。沿線串聯(lián)了江北國(guó)際機(jī)場(chǎng)、重慶園博園、重慶北站、重慶站、重慶工商大學(xué)和巴南區(qū)政府等樞紐站或客流點(diǎn)，沿線基本為客流密集區(qū)域[20]，運(yùn)營(yíng)后客流日趨增長(zhǎng)。3號(hào)線于2011年12月30日開通試運(yùn)營(yíng)(江北機(jī)場(chǎng)至二塘段)，至2015年日均客流達(dá)到68.28萬(wàn)人次，最大日客運(yùn)量90.6萬(wàn)人次，高峰斷面流量為2.8萬(wàn)人次/h，且客流保持增長(zhǎng)的趨勢(shì)明顯，客流規(guī)模居運(yùn)營(yíng)4條線路中最高，高峰時(shí)段內(nèi)車站及列車內(nèi)擁堵嚴(yán)重。至2017年客運(yùn)總量達(dá)到92.64萬(wàn)人/d，最大高峰小時(shí)斷面3.35萬(wàn)人/h。實(shí)際客流量已超出起初預(yù)測(cè)值，預(yù)測(cè)客流量見(jiàn)表2。

為了解決客流不斷增長(zhǎng)的問(wèn)題，2015年重慶軌道交通集團(tuán)增購(gòu)15列8輛編組的列車上線運(yùn)行，相比6輛編組，8輛編組列車載客能力提高了34%，近期采用6、8混跑的運(yùn)營(yíng)方式，同時(shí)將最短的發(fā)車間隔由2 min40 s縮短至2 min30 s，對(duì)車輛設(shè)計(jì)、信號(hào)系統(tǒng)、安全門/屏蔽門、車輛段、綜合監(jiān)控、通信等系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行了改造，以此提高線路運(yùn)量。根據(jù)規(guī)劃，目前運(yùn)營(yíng)的58列6輛編組的車輛將全部改造成8輛編組，若全部改造完畢，運(yùn)能提升接近20%[21]。

表2 客流預(yù)測(cè)主要指標(biāo)

3號(hào)線跨座式單軌車輛技術(shù)引鑒日本日立，采用雙軸單軌車輛，相比蕪湖在建及國(guó)內(nèi)較多城市開展研究的單軸單軌車輛，雙軸車輛每節(jié)車廂總軸數(shù)大，車輛承載能力較高，定員及載客能力較大，為單軌“大型車”。單軸車輛在曲線通過(guò)能力及減少輪胎磨損方面具有一定優(yōu)勢(shì)，但定員及平衡性略顯不足，為單軌“中型車”。兩種車型的定員對(duì)比見(jiàn)表3。

表3 單、雙軸跨座式單軌車輛定員對(duì)比

由此可見(jiàn)，3號(hào)線采用的雙軸跨座式單軌車輛在運(yùn)能方面具有一定優(yōu)勢(shì)，若列車全部擴(kuò)編為8輛編組，按6人/m2的站立標(biāo)準(zhǔn)，列車定員1 292人，按高峰小時(shí)開行24對(duì)/h，運(yùn)能為3.1萬(wàn)人次/h，達(dá)到大運(yùn)量運(yùn)能級(jí)別[22]，即便如此，隨著沿線開發(fā)強(qiáng)度的增大，仍存在運(yùn)能不足的風(fēng)險(xiǎn)。

跨座式單軌定位為中運(yùn)量軌道交通[23]，單向運(yùn)能1.5萬(wàn)～3萬(wàn)人次/h，從客流的適應(yīng)性分析，3號(hào)線更傾向于選擇大運(yùn)量的鋼輪鋼軌制式。但當(dāng)時(shí)作為單軌的引進(jìn)線路，該線屬于“確定制式后選擇線路通道”，客流預(yù)測(cè)作為指導(dǎo)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料，尚不能完全代表客流量的發(fā)展趨勢(shì)。隨著實(shí)際客流的增長(zhǎng)只能改擴(kuò)編列車、縮短發(fā)車間隔解決運(yùn)量不足問(wèn)題，實(shí)際上這與跨座式單軌“中運(yùn)量、小編組”的特點(diǎn)不盡相符。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)探討跨座式單軌線路設(shè)計(jì)重點(diǎn)問(wèn)題和分析重慶單軌交通2、3號(hào)線的設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)情況，建議如下。

(1)跨座式單軌線路平、縱斷面參數(shù)應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際條件合理選擇，減少小半徑曲線，降低運(yùn)行輪胎的偏磨，建議進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)單軌輪胎磨損機(jī)理的學(xué)術(shù)研究，為運(yùn)營(yíng)提供依據(jù)。因地形高差、樞紐銜接、綜合交通體系建設(shè)等需求，局部線路可采用地下敷設(shè)，提高與周邊環(huán)境的適應(yīng)性。

(2)根據(jù)客流預(yù)測(cè)及實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況，3號(hào)線全日客流、高峰小時(shí)最大客流位于南岸區(qū)、渝中區(qū)及江北區(qū)，在這3個(gè)區(qū)域內(nèi)四公里站與重慶軌道交通環(huán)線換乘、南坪站與10號(hào)線換乘、兩路口與1號(hào)線換乘、牛角沱站與2號(hào)線換乘、觀音橋站與9號(hào)線換乘、紅旗河溝站與6號(hào)線換乘。目前換乘線路已建成1，2，6號(hào)線及環(huán)線，9，10號(hào)線在建。預(yù)測(cè)換乘線路全部建成后，對(duì)3號(hào)線進(jìn)行分流，可適當(dāng)緩解3號(hào)線的運(yùn)營(yíng)壓力。

(3)國(guó)內(nèi)特大城市、大城市的非骨干線路、中等城市的骨干線路在應(yīng)用單軌時(shí)，應(yīng)根據(jù)線路功能定位，合理分析敷設(shè)通道和車輛選型，加強(qiáng)客流預(yù)測(cè)工作。