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跨座式独轨
本讲主要内容
•单轨交通的概述
•世界各地单轨交通发展简况
•单轨交通的适用范围
•单轨交通的特点
•单轨交通救援措施
•单轨交通系统的组成
•单轨交通应用前景
单轨交通概述
单轨交通（MonorailTransit）是一种轨道为一条带形的梁体，车辆跨座于其上或悬挂于其下行驶的交通工具。
独轨（Monorail）系统是指以单一轨道（Rail）或梁（Beam）支承、悬挂车厢并提供导向作用而运行的轨道交通系统。
单轨交通按其走行模式和构造的不同分为：
跨座式单轨（StraddleMonorail）
悬挂式单轨（SuspendedMonorail）
跨座式单轨交通
跨座式单轨交通——轨道梁采用预应力钢筋混凝土梁（俗称PC梁）。
在梁的跨度较大或一些特殊地段有时采用钢制轨道梁，车场等平地供停放车辆的轨道梁，一般采用现场浇注的普通钢筋混凝土梁。
在道岔区，正线地段为保证车辆平顺通过采用关节可挠型道岔（曲线形道岔），在车场内等低速和无乘客乘坐的车辆通过的道岔，一般采用关节型道岔，即折线形道岔。
前者较后者复杂。
悬挂式单轨交通
悬挂式单轨交通——车辆悬挂于轨道梁下方行驶，轨道梁为下部开口的箱型钢梁，车辆走行轮与导向轮均置于箱型梁内，沿梁内设置的轨道行驶。
车辆改变行车方向时，通过箱型轨道梁内可动轨的水平移动实现。
跨坐式和悬挂式单轨交通，轨道梁的支柱通常采用的形式为T形、倒L形和门形。
跨坐式单轨交通的支柱一般为钢筋混凝土柱，悬挂式单轨交通通常采用钢柱。
单轨交通的特点
单轨交通的车辆与传统型城市轨道交通车辆相比，两者之间除车厢内部设置相似外，车辆的体型、走行机构都有很大的不同。
供电、信号、通信等设备系统的技术措施和布设方式，也因土建工程构造上的差别也不尽相同。
单轨运量属于中运量城市轨道交通，在该序列中运能属于较高的一种，其轨道结构形体简洁，易于融入城市景观环境，又具有能爬陡坡、转急弯等多特点，其普及采用的范围正在日益扩大。
跨座式与悬挂式单轨交通的区别表
世界各地单轨交通发展简况
单轨交通问世和起步发展于欧洲，20世纪七八十年代在日本得到阔步发展，当前在美国、中国，以及东南亚等地方的一些城市，也开始采用这种交通工具作为城市骨干交通或其他短途客运交通。
单轨交通起源于西欧
据历史记载，英国人亨利?
¤
帕默尔（HenryPalmer）在1821年首先创造了用马牵拉车辆骑行于木质轨道上的跨座式单轨交通。
1888年法国人查尔?
拉里格（CharleLarligue）为爱尔兰利斯特维尔设计建造了一条长约15km客货两用的跨座式单轨。
以蒸汽机作为牵引动力，列车多节车辆编组，平均运速23km/h，最高速度可达43km/h。
这条线路于1924年停运，运营时间长达36年。
1898年，比利时的布鲁塞尔博览会，首次推出了采用电力牵引的单轨车辆。
随后不久，德国鲁尔地区的伍珀塔尔（Wuppertaler）市，由法国人奥根?
兰根（EugenLangen）根据当地狭长河川的地形条件，为该市设计出一种车辆悬挂于拱形钢构架的纵梁底部，采用电力牵引和钢轮钢轨走行系统的悬挂式单轨交通。
伍珀塔尔单轨交通始建于1898年，1903年全线建成通车，这是单轨交通真正成为城市客运交通系统的开始。
伍珀塔尔悬挂式独轨
伍珀塔尔市悬挂式单轨交通，现今采用的铰接联体车辆，长，可乘204人，平均运速为25km/h，最大速度为60km/h，高峰时行车间隔为，每天可运送乘客万人。
伍珀塔尔市悬挂式单轨交通，能够很好地适应城市客运需求，造价只为地铁的1/4，占地面积小，而且从未出现过运行事故，是相当可靠的城市交通工具。
伍珀塔尔市悬挂式单轨交通巧妙地利用了河川地形，构造颇具特色，在第二次世界大战中，该交通系统遭到严重破坏，于1946年春修复后继续使用至今，100多年来运送乘客已超过17亿人次。
1952年瑞典人格林（AxelLWennerGren）对跨座式单轨进行了进一步的研究，在德国科隆近郊菲林根按1/比例修建了一条长跨座式单轨线路，进行模拟试验，试验达到的最高速度为130km/h。
在此基础上，于1957年又在同一地点建成一条长的跨座式单轨试验线，并取得成功，以阿尔威格命名这种跨座式单轨交通。
这也是现今跨座式单轨交通的基本型式。
1960年2月在法国巴黎南部奥尔良附近，建设了一条长的悬挂式单轨交通试验线，命名萨菲基。
目前日本采用的悬挂式单轨交通，基本就是这种形式。
此后这两种型式的单轨交通在日本、美国、意大利等国家的许多城市的游乐场和博览会上，作为观光娱乐和短途交通得到了广泛的应用。
20世纪后期单轨交通在日本得到
较大的发展
早在1955年在日本就有社会舆论建议发展这种型式的交通工具。
1960年以后的几年，日本在积极引进阿尔威格式、萨菲基式以及后期发展起来的美国洛克希德式等类型的单轨交通技术的基础上，结合本国具体情况进行了进一步研究和改进，曾建成如犬山市跨座式单轨（阿尔威格式）、名古屋东山悬挂式单轨（萨菲基式）、向丘游乐园跨座式单轨（洛克希德式）等各种类型的单轨交通，但这些都是游乐场所内的短途交通工具。
1964年又在东京建成一条由市区联接羽田机场长度为的跨座式单轨交通线路，这是跨座式单轨交通在日本正式成为城市客运交通的开始。
1970年在日本大阪举行万国博览会，为解决场内客运交通需要，修建了一条长的环形线路的跨座式单轨交通，在6个月的会期内运送乘客高达3350万人次。
1970年3月，日本又在湘南建成大船火车站至江岛的悬挂式单轨的江岛线，全长。
由于日本长期对单轨交通进行探索和研究，1973年还建立了城市单轨交通建设补贴制度，为单轨交通的发展创造了有力的条件，发展迅速。
北九州首先在补贴制度的支持下，于1985年建成一条长的跨座式单轨交通；
此后，千叶市在1988年至1995年分段建成总长的悬挂式单轨交通；
大阪至20世纪末，建成长的跨座式单轨交通；
东京附近的多摩地区，于2000年前夕，建成一条长16km现代化的跨座式单轨交通。
日本冲绳岛的那霸市也于1996年初动工建设于2003年建成一条贯穿城市东西的跨座式单轨交通，全长，设有15座车站。
日本单轨
东京单轨路线资料（1964年东京モノレール）
多摩都市单轨（多摩都市モノレール）
千叶都市单轨（千叶都市モノレール）
千叶都市单轨路线资料
湘南单轨（湘南モノレール）
名鉄MonkeyPrak单轨线
（名鉄モンキーパークモノレール线）
大阪高速鉄道
広岛短距离交通瀬野线
（スカイレールサービス）
北九州高速鉄道
冲縄都市单轨（冲縄都市モノレール）
拉斯维加斯独轨
拉斯维加斯独轨线路图
希尔顿
Mandalay湾
SAHARAL
迪斯尼独轨
独轨柱结构
视野开阔
对比轮轨系统
转弯半径小
坡度大
独轨结构保证不脱轨
使用橡胶轮胎减少了噪声
单轨交通在我国和其他地区的发展
在我国单轨交通用作城市客运交通的首条线路，是2000年动工建设的重庆市轨道交通2号线（较新线），这条跨座式单轨交通，线路由市中心解放碑地区的较场口出发，沿嘉陵江畔西行，再向南至重庆钢铁厂所在地新山村，全长，设有18座车站。
第一期工程为较场口至大堰村段，长，于2004年建成。
重庆是我国直辖市之一，是西南地区的经济中心和水陆交通枢纽，城区是座山城，城市道路坡陡、弯急、路窄、地形比较险峻，跨座式单轨交通能够爬大坡、拐小弯，十分适合重庆地形的特点，同时结构比较轻巧、简洁，易融于山城景色取得较好的景观效果。
重庆单轨
重庆单轨车辆运能
重庆单轨车辆定员计算:
头车长14.8m，定员为151人（其中座席32人）
中间车长13.9m,定员为165人（其中座席36人）
以4～6辆车编组,列车长度为60.2m～89.4m,
编组列车定员632～962人,运行20对/h。
其单向运行能力可达1.2～1.9万人次/h。
重庆轻轨二号线于2005年6月正式开通。
构造速度为80公里/小时，一列轻轨的满载人数为882人。
我国第一条跨坐式单轨交通—重庆轻轨
工程简介
重庆是山城，为丘陵地理特点，故选择噪声低、爬坡能力强、转弯半径小的跨坐式单轨交通系统，这在我国尚属首次。
重庆市轻轨工程东起重庆市商业中心较场口，西至大渡口区钢铁基地新山村，途经临江门、大溪沟、牛角沱、李子坝、大坪、杨家坪等地段，全线长，共设17座车站。
全线分两期建设实施，其中一期工程由较场口至大堰村长，14座车站，2座变电站，6座牵引变电站，一座车场，一座控制中心，初期配车84辆，建设工期为4年半。
全线建成后可达到高峰小时运送3万人次的客运能力，初期年客运量亿人次，远期年客运量3亿人次。
线路分左右线双向行驶，高架轨道梁桥贯穿全线，高架桥占％，工程总投资45亿元左右，每公里造价亿元。
于2000年开工建设，计划于2004年6月建成通车。
主要技术标准
线路性质：
城市快速轨道交通线，正线数目为双线
行车速度：
列车运行最高速度80km/h
设计荷载轴重：
110KN
平曲线最小半径：
正线100m，车站300m，车辆段及道岔附带曲线50m
纵断面最大坡度：
正线6﹪，地下车站5﹪
曲线超高：
正线圆曲线上设不大于12﹪的超高率，允许欠超高率5﹪，允许过超高率3﹪，超高过渡段在缓和曲线范围内完成
桥下净空：
跨越城市一般路段不小于，大件路段一般不小于7m
双线线间距：
直线段，曲线段根据曲线半径及行车速度进行加宽
建筑限界：
区间直线段单线建筑限界宽度，轨顶面以上；
双线桥梁限界宽度为，高度为轨顶面以上
标准轨道形式：
采用预制钢筋混凝土轨道梁，断面尺寸为（高）×
（宽）
标准预制PC轨道梁跨度：
平面曲线半径大于700m时采用22m跨；
平面曲线半径小于等于700m时采用20m跨
支座及伸缩缝：
采用特殊设计的跨座式单轨专用铸钢拉力支座和指形板伸缩缝
重庆15年内计划再建单轨线路80公里
?
2004年召开的“中国·
重庆城市单轨交通国际高级论坛”中，重庆未来15年内将加大跨座式单轨交通建设，计划新建单轨线路80公里。
到2020年，重庆跨座式单轨交通总长将达99公里。
跨座式单轨系统具有爬坡能力强、转弯半径小、占地少、运行噪音小、工程造价低等特点。
从重庆轻轨二号线一期工程的运行情况看，单轨列车的噪音可成功控制在70分贝以内。
据悉，重庆地铁每公里造价4亿元，而单轨每公里造价只需2亿元，可节约一半成本。
跨座式单轨车，即轨道采用高架混凝土轨道梁，车轮为橡胶充氮轮胎，车辆跨座在轨道梁上运行。
该车具有自重轻、噪声低、制动距离短、爬坡能力强、通过曲线性能好的特点，将用于重庆轻轨较新线（较场口—新山村）一期工程。
此次下线的首列车，采用轻量化的铝合金车体，构造速度为80公里／小时。
11月18日，首列国产跨座式单轨车在吉林省长春轨道客车股份有限公司下线，填补了中国城市轨道车辆工业生产的一个空白，这也使中国成为世界上继日本之后第二个拥有此种大型车辆制造技术的国家。
单轨交通系统结构基本特征
独轨系统指车辆在一根轨道上运行的一种小运量轨道交通系统，1842年在伦敦出现了第一条独轨铁路。
独轨交通有跨座式和悬挂式两种系统。
具有完全隔离的运行空间
占地少、速度高
可以适应复杂地形要求，爬坡能力强，最大坡度可达100‰
噪声与振动低，对周围建筑物的日照和城市景观影响小
车辆
独轨系统通常4辆固定编组，一般不超过六辆。
编组二端车辆均有司机室，车辆双门、门宽1300mm。
主要参数见下图。
独轨系统采用第三轨供电、1500V直流电。
重庆单轨供电接触网
重庆轻轨供电接触网采用轨道梁侧面刚性接触悬挂方式，电压等级为直流1500V。
接触悬挂位于PC梁中部并被车体完全包络，顺线路方向呈“之”字形布置，以实现对受电弓均匀磨擦，每个伸缩单元设置中心锚结和伸缩接头，实现对汇流排由于温度变化而引起的伸缩的补偿，使汇流排在每个支持点处可自由滑动。
其主要组成部分为绝缘子、T型汇流排、汇流排线夹和接触线等，以及隔离开关、避雷器和直流馈线电缆、回流电缆等辅助设施。
跨座式单轨交通接触网是无备用供电设施，必须保证其良好的性能和弓网关系，它对设备制造精度、安装精度要求高
澳大利亚悉尼市于1998年建成一条长度为的跨座式单轨，每小时可运送2250人，是目前作为城市客运交通规模最小的单轨交通。
在美国佛罗里达州的杰克逊威尔（JackSonville）市也于1999年3月建成一条作为城市公共交通自动化程度较高的跨座式单轨交通，线路联接着圣约翰河的两岸，长4km，设有9座车站，有效解决了该市的交通需求，按计划工程还将继续扩建。
悉尼的单轨地铁
澳大利亚悉尼市区里的单轨高架城铁全长，连接达令港与繁华中心商业区。
单方向行驶，平均每4min一班列车，绕行一圈仅需12min。
由VonRoll公司制造的?
°
跨坐型单轨?
±
系统结构轻巧，不但比传统高架城铁造价更低廉，而且土木设施也更简单；
而且单一路轨单方向循环行驶设计，对城市景观的负面影响较小，又因为建筑物轻薄短小，整个系统的施工期相应缩短；
许多构件可提前预制，现场组装，实际上对交通的冲击并不大。
马来西亚吉隆坡市已建成一条穿经市区长度为的跨座式单轨交通。
新加坡目前正在圣淘沙岛兴建一条供观光旅游的跨座式单轨交通，线路全为高架结构，长，设4座车站，2002年动工建设，计划2005年建成。
其他国家如俄罗斯首都莫斯科也正在兴建一条跨座式单轨交通。
技术进步促进单轨交通进一步发展
第二次世界大战后，单轨交通的技术有了很大的改进，车轮由钢轨改为充气胶轮，跨座式单轨的刚轨道也为钢筋混凝土轨道所取代，降低了噪声、振动的影响，提高了走行系统的黏着力，改善了运行条件。
同时，由于社会经济发展，城市交通也增大了需求，所以自20世纪50年代以后，单轨交通获得了较大的发展。
进入21世纪，俄罗斯又在探索采用直线电机作为牵引动力的单轨交通，如成功实现，将会将简化车辆传动机构，缩小车体断面，减轻车辆重量，为单轨交通的发展有开创了一项有力的条件。
单轨交通的发展，与轻轨交通一样适应了大运量地铁和低运量公共电、汽车之间的城市中运量交通运输的需求。
又因与其他轨道交通不同的特点，诸如少占地面空间、能适应复杂的地形条件、环保效果好等，因此在发展城市轨道交通中有它应有的地位，随着单轨交通技术不断改进和提高，将会进一步促进单轨交通的发展。
单轨交通的适用范围
单轨交通是一种组成比较灵活和完全或基本行驶在地上的轨道交通，其系统规模可以实现从小型到大型的各种尺寸和采用简易的装备到复杂的现代化设备系统，又具有爬陡坡、转弯急等独具的特点和跨座式和悬挂式两种型式，所以能够满足各类城市的不同交通量需求，适应不同地形及道路条件，是可实现最佳效率选择的交通工具。
因此它的适用范围比较广，从使用功能方面来区分，大体可归纳为两大类，即中运量城市客运交通系统和短途、低运量的客运交通系统。
中运量城市客运交通系统
单轨交通是多节车辆编组成列运行的立体型轨道交通，因此运量和平均运速均高于在地面行驶的公共电、汽车。
但是，单轨交通由于走行系统采用充气橡胶车轮，承载力受到一定的限制，又因为基本沿城市街道上方空间走行，车站长度不宜过长，以免对城市景观环境带来较大的负面影响，在日本规定，高驾车站站台长度不得超过100m，因此列车编组的车辆节数受到限制，加之道岔转换时间长，约束了行车密度，因此最高运量赶不上大运量地铁系统。
根据目前作为城市主要客运交通工具的单轨交通资料，单向小时的最大运量为4000～30000人次，而根据国内外资料，地面公共电、汽车的单向小时最大运量一般在6000人次以内，而地铁单向小时最大运量为30000～75000人次。
单轨交通运输能力介于两者之间。
根据我国《城市快速轨道交通工程项目建设标准（试行本）》的运量属类划分，应为中运量轨道交通，属轻轨交通系列。
单轨交通最大运量
城市公共交通最大运量
因此，依据单轨交通的运送能力，可以作为大城市轨道交通网络中的中运量交通线路，如日本东京的多摩线、中国重庆的较新线、马来西亚吉隆坡市的单轨交通线。
在中等城市则可作为主要交通干线，如德国伍珀塔尔市的悬挂式单轨交通、日本冲绳那霸市的跨座式单轨交通。
单轨交通由于具有爬坡能力强和能够转行于小半径曲线的线路，以及轻巧的高架结构和低公害影响，既可在有山丘、河谷等地形复杂的城市中建造，也可穿行于平原城市繁华市中心，而且很少会给城市带来令人厌恶的环境影响，这是一般传统型城市轨道交通不易做到的。
以单轨交通具备的性能优势，若再对带形的高架形体予以恰当的艺术化并采用美观的车辆色彩和造型，会十分适合一些依山傍水、风景优美的休闲、旅游城市，为城市景观会增添一条动态的风景线。
作为城市中运量客运交通工具，跨座式较悬挂式有更多的优势，因此跨座式单轨车辆行驶于轨道梁顶面，高架桥结构下部净空满足地面车辆安全通行既可，结构一般无需像悬挂式抬得更高，且轨道梁体量相对较小；
工程结构材料基本为钢筋混凝土，维修量小，使用寿命长；
以及运量潜在能力相对要大等，这是目前城市客运交通系统采用的单轨交通多为跨座式的主要原因。
短途、低运量客运交通
由于单轨交通既可采用一般装备，也可采用先进的设备系统，加以土建工程建造不是很复杂，规模大小又可根据需要选择，因此在城市短途、低运量客运交通中也得到了广泛的应用。
诸如：
（1）市区通向机场、码头等对外交通枢纽的专用线，或范围较大的机场内部的交通线；
（2）大型游乐场所、博览会等内部客运专用线；
如日本东京的上野公园、名古屋东山动物园、向丘游乐园分别建有长度为或1km左右的单轨交通。
（3）专用的交通工具；
在一些范围较大和地面交通不便的校园和医院等场所，也有采用规模规模较小的单轨交通作为内部的交通工具。
如德国多特蒙德大学，在两个教学区之间建了一条悬挂式的单轨交通。
单轨交通的优点
乘车安全、舒适—
（1）单轨交通为立体型交通，与其他交通没有交错而危及安全。
跨座式单轨交通的车辆由于有两侧稳定轮夹行于轨道梁上，悬挂式单轨车轮走行于箱型梁内，均无脱轨危险。
走行轮、导向轮、稳定轮均配有辅助车轮，当充气轮胎爆裂或泄气时，可保证行驶车辆安全。
跨座式单轨轨道梁面窄小易于清除，悬挂式单轨走行系统均内嵌在箱形梁内，不会受雨雪影响。
此外，单轨交通车辆和道岔系统均有保证安全的自动保护和自动控制系统可严防意外发生。
（2）由于车辆采用充有惰性气体的橡胶车轮，转向架又配有空气弹簧，因此，乘坐很舒适，因为高架结构，视野较开阔。
对环境污染少—由于单轨交通采用胶轮车辆，产生的噪声和振动都比较小，车辆行驶振动激发梁柱形成的二次辐射噪声也很小。
单轨交通的噪声源主要是电动机，据日本对北九州跨座式单轨交通在列车运行时实测结果，当车速为60km/h时，据轨道中心10m，离地面高处，噪声值为74dB（A）.在相似条件下，我国重庆跨座式单轨交通噪声实测值为68～72dB（A）.悬挂式单轨由于均内藏在轨道梁内，外传噪声更小。
据对千叶市山手线实测，当车速为60km/h时，噪声值为65dB（A）。
又据对东京羽田单轨交通附近马路测定的振动影响，当车速为60km/h时，振动值约为66dB，都在允许范围内。
对居民正常生活干扰少—与城市其他高架交通相比，日照及电磁波的影响均较小。
单轨交通的缺点
列车在空中行驶，列车发生事故时，救援工作比较复杂；
单轨交通的道岔系统构造比较复杂—跨座式单轨道岔形体比较笨重，转换一次道岔的时间一般都需10s以上，而且列车尚需减速通过道岔，降低了列车平均运速和延长了折返时间，使增加行车密度受到制约。
单轨交通的行车间隔难以低于，增加运量只能加大列车编组。
胶轮在混凝土梁上行驶，因滚动摩擦阻力较大，会产生橡胶粉尘，及集电器与导电轨滑行摩擦产生的金属粉尘，对大气会产生微量污染。
单轨车在空中行驶，若发生车辆部件脱落会危及地面安全，必须在车辆构造上要严防部件可能的松脱。
此外，跨座式单轨交通的车站，站台面距轨道梁底板较高，为防止乘客失足跌落摔伤，需要采取安全保护措施。
跨座式单轨交通的特点
自重轻，构造较简单
单轨列车采用橡胶轮胎，可有效降低噪声
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