1胶轮路轨系统的背景及现状
1.1单轨系统单轨系统也称独轨系统,是采纳一种大断面轨道,车辆跨座于其上或悬挂于其下的轨道交通系统,其属于中等运量型的车辆。单轨交通历史悠久,已有近200年的进展历史。早在1821年英国人HenryPlmer就研发出了单轨铁路。经过100多年的进展,第二次世界大战后,单轨技术趋于成熟,许多GJ开始重视起来。单轨车采纳橡胶车轮,按支撑方式可分为跨座式和悬挂式,其特点是爬坡能力强、通过曲线半径小、噪声低、轮轨间振动小、占地少、空间利用率高、投资低。
1.1.1跨座式单轨车辆车辆跨座在轨道梁上方,其轨道由预应力混凝土制作。第一辆跨座式单轨车辆是在1958年,由德国人x-elienrdwenner-Gren研发出的LWEG型单轨车辆。车辆采纳跨座式无摇枕二轴转向架设计,ZY悬挂装置为空气弹簧。走行轮轴和水平轮轴均为单悬臂固定在转向架上,且装有4个走行轮,分配在两个走行轮轴上;采纳无内胎钢丝橡胶轮胎,内充氮气,其弹性主要缓冲竖直方向的振动;转向架两侧上方有4个导向轮,下方有2个稳定轮,均采纳带有尼龙丝无轮缘的橡胶车轮,内充入压缩空气,可以缓冲车辆横向振动。为了防止橡胶轮胎爆胎等事故,导向轮和稳定轮均设置了一个钢制辅助车轮,走行轮不仅安装橡胶实心辅助车轮,还设置内压检测等装置。跨座式单轨车辆转向架如图2所示。构架采纳钢板焊接结构,有足
够的度;ZY悬挂装置采纳空气弹簧,可减小车体振动,提高乘坐舒适度。因其受橡胶轮胎载重的限制,为了实现车体轻量化,故采纳铝合金焊接结构。由于橡胶车轮寿命短,能耗相对大,使车辆更换轮胎频繁,故维修成本高。而且因其处于高架,当事故发生时,不容易救援。澳大利亚、美国、日本、意大利等许多GJ都建设了这种形式的单轨交通,其中日本是使用单轨最多的GJ。日本有6个城市有单轨铁路,分别是东京羽田机场线、奈良线、大阪万国博览会线、北九州线、多摩线、冲绳那霸线,其中东京的单轨铁路年载客量超过1亿人次。在美国,加州迪士尼乐园观光线及佛罗里达州的华特迪士尼世界度假区线,每年载客量超过500万人次。美国加州迪士尼乐园观光线跨座式单轨车辆如图3所示。单轨列车可4辆~6辆编组,单向运能为1万~2.5万人次/h,最高速度可达80km/h,一般运营速度30~35km/h。ZG首条跨座式单轨线路于20XX年在重庆正式开通运营。由于重庆市道路坡陡、弯急、路窄,所以跨座式单轨车适合在重庆推广应用。重庆跨座式单轨列车如图4所示,供电接触XX轨道梁侧面刚性接触,1500V直流供电,车辆长度为15500mm,宽度为2980mm,高度为5300mm,走行轮直径为1006mm,导向轮直径为730mm,稳定轮直径为730mm,最大爬坡度是6%,最小通过半径为50m。
1.1.2悬挂式单轨车辆第一辆悬挂式单轨车辆是由德国Lngen发明,于1901年在德国的乌泊塔开始运营,如图5所示。
德国乌帕塔悬挂式单轨线,线路总长13.3km,经过20个站点,最高速度60km/h,年载客量达到2500
南港轮胎怎么样万人次。悬挂式单轨车辆的轨道梁采纳下端开口式钢制箱型断面,车辆悬挂在轨道梁下方,转向架采纳悬挂式二轴转向架设计,且为钢板焊接结构。与跨座式单轨车辆转向架走行部的不同是:悬挂式单轨车辆转向架(见图6)没有稳定轮,设走行轮和导向轮各4个,均为橡胶充气轮胎,为保障安全预防轮胎泄气或爆裂,橡胶车轮也配有钢制辅助车轮。车体的悬挂装置由悬挂吊杆、液压减振器构成。因为胶轮在封闭环境下运行,所以不受恶劣天气影响,但也受转向架和轨道形式的影响,遇到突发状况时无法及时处理,维修困难。目前,悬挂式单轨车辆在我国尚未运用,但是在德国、日本等许多GJ都得到广泛应用。悬挂式单轨车辆建设周期短、制造车本低、无需扩展城市公路设施,而且在高架上运行,增强城市景观,结合我国的交通实际情况,适合在我国建设和推广。但是单轨车辆也存在橡胶车轮与轨道梁摩擦产生橡胶粉尘的现象,对环境有轻度污染,列车运行在此区间发生事故时救援相对较为困难。
1.2新型交通系统
目前,世界各国对新型交通系统还没有一个明确的概念。广义上指的是那些所有现代化新型公共交通方式的总称。狭义上讲,即自动化导轨交通系统(u-tomtedGuidewyTrnsit,简称TG),该系统是中小运量型车辆运行在具有侧向或ZY导轨专用混凝土轨道上,车辆通常采纳小轻量的橡胶轮胎,由电气牵引,可单车
或数辆编组。TG是在1963年由美国西尼电气公司研发并应用的,在美国多作为机场内的交通工具。经过多年进展,尤以日本和法国在技术和规模上处于领先地位。在日本称GT,在法国称为VL(VehiculeutomtiqueLeger,即全自动捷运系统)。
1.2.1GT1981年,日本首次开通营业运行“神户港岛线”和“大阪南港港口城市线”两条线路。由于采纳橡胶轮胎,噪声小,对城市生态环境有很好的保护,并且建设费用低,所以GT系统在日本深受欢迎和重视,到目前,已有14条线。运行在日本神户港岛线的2000型列车如图7所示,线路总长度10.8km,采纳600V、60Hz侧向接触轨受流。GT车辆的走行部采纳橡胶轮胎,并具有转向机构,其分为三种导向方式(如图8所示):一种是侧面导向方式,导向轨布置于行驶面两侧,导向轮沿着导向轨导向行驶;一种是ZY导向方式,导向轨设置于走行轨道间的中心线处的工型钢质导轨,导向轮夹其腹板导向行驶;另一种是ZY沟槽导向方式,在两条行车轨道间的ZY槽中,导向轮沿着行车轨道侧壁导向行驶。如果车辆采纳两侧导向方式,转向架为单轴转向架,由2个走行轮和2个导向轮构成;若采纳ZY导向方式,转向架为两轴转向架,由4个走行轮和4个导向轮构成。因采纳胶轮,所以设置了在漏泄状态也能运行的钢制辅助车轮;而且新型交通系统是双向运行,因此前后轴必须都能转向。车轮与轨面的黏着性能好,与钢轮钢轨相比能产生较大的摩擦力,可缩短加减速度时间,增大爬坡能力。列车最小平面曲线半径仅为
30m,又具有较强的爬坡能力,因此可以适应较为复杂的地形。橡胶轮寿命能达到10万km左右,列车
编组一般在4~6节,最高速度在60km/h左右。首都机场也采纳了GT车辆(见图9),在机场T3航站楼座、B座和C座之间承担运载任务。该系统采纳加拿大庞巴迪公司设计方案,无人驾驶,单程行车线路为2080m,设有3个乘车站,20XX年3月正式运营。
1.2.2VLVL是20世纪80年代基于RobertGbi-llrd教授发明的胶轮路轨系统技术,由Mtr公司设计的一套轨道运输系统,于1983年5月在法国里尔开通营运。为了减小成本,剔除了橡胶和钢轮并用的设计,采纳单轴转向架;前后4个导向轮,一般采纳内部充填聚胺脂的实心胶轮;中间2个走行轮,内部通常充入氮气;构架前后两端设有导向滚轮,如图10所示。法国里尔VL车辆,全自动无人驾驶,最高速度可达80km/h,运营速度可达34km/h,每天运量可达12万人次。由于胶轮磨耗大,有粉尘,所以不如钢轮经久耐用。胶轮使用寿命相对较短,同时运行能耗也相应加大,其载客能力相对较低,使这种交通扩大载运量也受到了一定限制。此外,该系统采纳充气橡胶车轮,还需要有预防爆裂和发生爆裂后的安全措施和装置。
1.3现代有轨电车传统有轨电车采纳钢轮钢轨系统,没有隔声措施,以至于引起的噪声大,对城市的生态环境影响较大。为了克服缺点,近年来,法国劳尔重工(Rollindustry)公司研制出胶轮导向巴士电车系统,也就是现代有轨电车(Trnslohr),
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