陕西韩城悬挂式单轨一期工程总体设计

　　摘 要：总体设计是轨道交通勘察设计中的引领性工作，对项目的系统标准、工程方案、建设投资等有较大影响。陕西韩城悬挂式单轨一期工程是我国首条开展设计工作的商业运营线，在探索悬挂式单轨系统技术、工程方案以及建设模式等方面，对于国内新型轨道交通的发展具有重要的意义，是我国悬挂式单轨发展史上的里程碑。文章在设计实践经验的基础上，从总体设计的角度，对项目的技术特点和难点、功能定位、客流预测、行车组织、线路方案、景观打造、土建工程、机电系统等进行全面的分析、研究与总结，以期对国内后续悬挂式单轨项目的建设具有参考价值。

　　关键词：悬挂式单轨;总体设计;技术标准;工程方案

　　1 研究背景

　　在我国铁路以及城市轨道交通建设项目勘测设计过程中，实行的是项目总体组制，总体设计对于项目系统标准、各专业工程方案、建设投资，甚至项目成败均起着至关重要的作用。一直以来，各大设计院均对总体设计预以高度重视，如朱颖、胡叙洪、吴彩兰等，简要总结了高速铁路总体设计应引起重视的主要内容;俞加康、沈秀芳等，对上海轨道交通明珠线二期工程的总体设计进行了研究;葛世平从运营角度对城市轨道交通的总体设计提出了相关建议;秦宝来以大秦铁路为背景，对重载铁路扩能总体设计中的关键技术问题进行了研究。

　　悬挂式单轨是在我国城市轨道交通发展到一定规模和覆盖面的情况下，兴起的中小运量新型轨道交通制式，客运能力为0.8～1.25万人次/h，平均运行速度大于20 km/h，最高行车速度不小于80 km/h;运行轨道位于列车上方，车辆除走行轮外，在转向架的两侧还有导向轮和稳定轮，其始终在箱形轨道内部，保证车辆沿轨道安全平稳地行驶。

　　陕西省渭南市韩城悬挂式单轨一期工程是我国首条开展设计的悬挂式单轨商业运营线，项目位于韩城市南部，起于拟建龙亭机场，途经司马迁祠，沿澽水河经澽水新城后，止于韩城古城附近，正线全长16.405 km，设置车站7 座，车辆基地1 处，线路方案如图1所示。

　　2 技术难点与重点

　　韩城悬挂式单轨一期工程在探索悬挂式单轨系统技术、工程方案以及建设模式等方面，对国内新型轨道交通的发展具有重要意义。本项目的技术特点和难点主要表现在悬挂式单轨特有技术、自然地形条件、景观打造以及投资控制4方面。

　　(1)项目于2016年初启动勘察设计工作之前，国内只有一條800余m的试验线正在建设，相关技术尚不成熟，缺乏大量的试验、测试数据支撑。同时，悬挂式单轨车辆也未最终定型，使得限界、轨道梁、道岔等相关方案存在较大不确定性。

　　(2)黄土高原典型的“台塬”地貌(图2)带来短距离内的巨大高差，以及项目周边丰富的文物及黄土陷穴给选线带来巨大困难。同时，特有的湿陷性黄土地质条件，也给采用单桩承力结构的悬挂式单轨的设计、施工带来一定的挑战。

　　(3)沿线属于韩城市全力打造的黄河景观旅游区，“高高在上”的悬挂式单轨如何与景区整体风格互相融合、互为景观，是项目设计需要着重解决的问题。

　　(4)根据具体情况，做到最优化设计，在满足客流需要与运营安全的同时，节省工程投资、提升项目经济效益，从而减小传统城市轨道交通项目对于财政补贴的过度依赖，保证项目的经济可行。

　　3 功能定位与主要技术标准

　　韩城市地处关中平原东北隅，历史悠久，文物古迹荟萃，有“文史之乡”和“关中文物最韩城”之美誉，旅游资源极为丰富，如司马迁祠、黄河龙门等众多著名景观均为国人所熟知。

　　本项目是在韩城市经济大转型的背景下提出的，主要目的是配合韩城市旅游开发和景区建设，改善交通条件、提升韩城市旅游要素质量、解决“不来韩城遗憾，来了韩城更遗憾”的旅游现状。结合项目周边城镇分布情况，经与韩城市多次沟通，确定本项目“以旅游为主、兼顾公共交通”的功能定位，悬挂式单轨作为韩城市公共交通的补充，为后续设计指明了方向。

　　本项目主要技术标准如表1所示。

　　4 客流预测与行车组织

　　4.1 客流预测

　　本项目客流可分成旅游客流、日常通勤客流和韩城城区通往机场客流3部分，通过采用Logit模型计算旅客选择本项目的比例，从而确定其客流量。图3为客流预测流程。

　　客流预测汇总结果如表2所示。从表中可以看出，本项目总体客运量较小，初、近、远期每日客运量分别为0.8万人次、2.2万人次及3.71万人次。研究年度内断面高峰系数为初期0.17、近期0.19、远期0.25，高峰的客流积聚现象特别明显，这与本项目处于景区与老城区之间相关，经过的地区大部分为旅游景区以及老城片区，高峰出行客流比例相对较高。从项目建设时序来看，随着时间的推移，延伸至老城，通勤出行比例逐渐上升，在研究年度内高峰系数应当呈现逐渐上升的趋势。

　　4.2 行车组织

　　4.2.1 列车编组及输送能力

　　由于悬挂式单轨道岔系统相对传统轮轨较为复杂，动作时间更长，根据悬挂式单轨在国外成功运营的经验，高峰小时行车对数一般不超过24对。

　　考虑本项目主要为旅游服务，服务水平应高于传统城市轨道交通，站立标准采用4 人/m2，为避免列车编组变化引起的设备改造，根据远期最大单向断面客流预测结果，各设计年度均采用3辆编组方案。

　　远期高峰小时最大行车密度为20对/ h，系统设计最小行车间隔为3 min，最大输送能力为3 360 人次/ h，满足预测客流量远期高峰小时单向最大断面2 738 人次/ h 的要求，且留有22.7%的富余。

　　4.2.2 列车运行交路

　　本项目主要为旅游客流服务，兼顾龙亭机场的乘客，全线旅游景点分布均匀，无明显客流断面出现，如图4所示。

　　考虑龙亭机场为支线机场，平日航班有限，且航班时间固定，在非航班运行时段，机场无航空乘客出行需求。龙亭机场—司马迁祠站区间长约5.9 km，约占本工程的35.96%，且线路纵坡大，列车能耗大。因此考虑在司马祠站设置小交路，一般情况下只开行司马迁祠站—古城旅游中心站的列车运行交路，龙亭机场站—古城游客中心站的运行交路则根据龙亭机场的航班时间确定(图5)，以便更合理地分配运能，尽量减少配属车辆总数(减少每日列车走行公里数和驾驶员的数量)，提高列车满载率;减少列车空驶距离，降低运营成本。

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文章名称： 陕西韩城悬挂式单轨一期工程总体设计

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