解秘“空中列车”：跨座式单轨“妙”在何处？

作为一种独特的中等运量城市轨道交通系统，跨座式单轨属于单轨交通的一种。单轨...

作为一种独特的中等运量城市轨道交通系统，跨座式单轨属于单轨交通的一种。

单轨交通（Monorail Transit），又称独轨交通，是一种轨道为一条带形梁体，车辆跨坐于其上或悬挂于其下行驶的交通系统。车辆骑行于轨道梁的上方，为跨座式单轨。车辆悬挂于轨道梁下方行驶，为悬挂式单轨。

单轨交通示意图：左为跨座式单轨，右为悬挂式单轨

与常规轨道车辆相同，跨座式单轨也是由车辆系统、线路、车辆段等部分组成，但作为一种特殊的轨道交通模式，跨座式单轨有其自身的特殊性，这种特殊性主要体现在车辆和线路系统上。

一、轨道梁

跨座式单轨线路多采用高架，主体结构为混凝土支柱和支柱支撑的带形轨道梁。

常规轨道车辆的轨道，采用两根并行的钢轨制成，标准轨距为1435mm，用于引导车辆的车轮前进，承受车轮的压力。

与之有很大不同的是，跨座式单轨的轨道，一般采用标准预制混凝土轨道梁，跨度一般为20ｍ～22ｍ，断面一般采用“工”字型中空截面，轨道梁采用预应力混凝土（PC），全部由专用模板制成。

预制轨道梁

跨座式单轨轨道梁

跨座式单轨的轨道梁，不仅是承重的桥梁结构，约束列车行驶的轨道，同时也是牵引电网、信号系统等设备的载体。

单轨轨道梁将各种预埋件、结构件和供电、信号设施集成到轨道梁上，具有体积小、系统紧凑、工厂化生产、线路透光性好等优点，但同时对设计、制作、安装、调试等技术要求较高，因此，它是集多种功能为一体、高精度的建筑结构。

施工时，混凝土支柱通常采用现场浇筑，轨道梁则可在工厂预制，现场架设安装。高架线路可铺设在道路中央的隔离带上方，充分利用城市空间。

二、道岔

所谓道岔，是指在轨道两线交叉处，使车辆能安全、顺利地转入他轨的线路连接设备，在线路交叉频繁的车站被大量使用。

普通的轨道车辆，每一组道岔由转辙器、岔心、两根护轨和岔枕组成，由长柄以杠杆原理拨动两根活动轨道，使车辆轮缘依开通方向驶入预定线路。

跨座式单轨的道岔，是集导向和承重于一体的结构，它是一端可以移动的一定长度的钢制轨道梁，每片道岔梁，均被固定在一个支撑台车上，由台车上的电机驱动。因此，道岔系统是由可移动的钢制轨道梁、机电控制系统、梁上供电、信号设施等集成。

单轨道岔

由于道岔系统的性能直接影响到线路的安全性、平稳性及运营效率，因此，较高的承重能力和移动时的灵活程度，对道岔系统尤为重要。

三、车辆

跨座式单轨列车示意图

1、不是传统的两条平衡轨，而是骑跨在单根高架轨道梁上行驶，跨座式单轨列车为什么不会脱轨或倾覆？

跨座式单轨列车一般为4辆、6辆或8辆编组，两头设司机室。列车采用直流供电，牵引系统与普通城轨列车并无较大差异。跟常规的轨道车辆相比，跨座式单轨列车最大的不同，在于它的走行系统。

跨座式单轨列车的转向架（图片来自网络）

跨座式单轨列车采用特殊结构的跨座式转向架，每根车轴上装有2个走行轮，走行轮为充入氮气的橡胶轮胎。

而除了走行轮，还有导向轮和稳定轮：转向架两侧上方各有２个导向轮，转向架中心下侧面各有１个稳定轮，均为充入空气的橡胶轮胎。

由于跨座式单轨列车的转向架装有3种轮胎，因此，它的走行机理与传统的钢轮－钢轨系统完全不同。简单地说，就是由单根轨道来支撑、导向、稳定，车辆骑跨在轨道梁上行驶。

三种轮胎各司其职：

走行轮，骑跨在轨道梁的上方，承担走行任务。

导向轮，夹行于轨道梁两侧的上部，负责“导航”，引导车辆沿轨道运行。

稳定轮，夹行在轨道梁两侧的下部，起到稳定车体的作用，防止车辆侧翻倾覆，保障车辆安全运行。

同时，3种轮胎均配有安全轮。当充气轮胎爆裂或泄气时，安全轮可保证行驶车辆安全。而且，车辆和道岔系统还有保障安全的自动保护和自动控制系统。因此，跨座式单轨列车不会发生脱轨危险，非常安全。

2、跨座式单轨为什么噪音低？

跨座式单轨列车，用的是高压充气橡胶轮胎，转向架又配有空气弹簧，因此振动和噪音都很小。而且，混凝土梁柱形成的二次辐射噪声也很小。因而车辆运行噪音远远低于轮轨系统，甚至比路上汽车产生的噪音还要低。

从跨座式单轨旁边路过，常会有这种体验：

单轨列车在街道上空行驶，如果不抬头看，感觉不到上方穿梭而过的列车。即使是穿楼而过，也不会影响周边居民的正常生活作息。

跨座式单轨列车从居民楼内穿过

3、跨座式单轨能爬多陡的坡、拐多急的弯？

由于车辆采用橡胶车轮，跨座式单轨具有非常强的爬坡能力，并且能拐急弯。

理论上，跨座式单轨线路的最大坡度可达10%，能够通过30m的小曲线。但是，如果线路陡坡和急弯过多，不仅乘客乘坐会感到不舒适，同时列车的平均速度也会降低下来，因此在实际工程中很少采用大坡度、小半径的极限允许值。

实际操作中，为保证行车平稳、乘车舒适和保持有较快的运行速度，在单轨交通正线上，通常选用的最大坡度不超过6％，最小平面曲线半径不小于100m。

跨座式单轨转向架与车体间的悬挂装置为空气弹簧，并装有横向减振器，因此即使是爬陡坡或拐急弯，也能确保乘坐的舒适度。

跨座式单轨列车这种能行驶于陡坡急弯上的能力，可以广泛适应城市中复杂的地形和弯曲的道路条件，从而能避免许多房屋管道的拆迁，减少工程费用和缩短建设工期，也使类如我国重庆这样山高坡陡、道路曲折的山城，能在地上建设运量大、速度快的轨道交通。